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INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS Eliane Conterato Lélis Espartel Vinicius Simionato Catalogação na publicação: Poliana Sanchez de Araujo – CRB 10/2094 C761i Conterato, Eliane. Instalações hidráulicas / Eliane Conterato, Lélis Espartel, Vinicius Simionato. – Porto Alegre : SAGAH, 2017. 237 p. : il. ; 22,5 cm. ISBN 978-85-9502-096-2 1. Instalação hidráulica – Engenharia hidráulica. I. Espartel, Lélis. II. Simionato, Vinicius. III. Título. CDU 696.1 Revisão técnica: Shanna Trichês Lucchesi Mestre em Engenharia de Produção (UFRGS) Professora do curso de Engenharia Civil (FSG) Iniciais_Instalações hidráulicas.indd 2 12/07/2017 11:39:45 Água fria: sistemas de distribuição Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Demonstrar as diferentes formas de abastecimento de água de uma edi� cação. Empregar as terminologias adequadas no sistema de abastecimento de água fria. Diferenciar as partes de um sistema de distribuição de água fria. Introdução O abastecimento de água sempre foi uma preocupação do ser humano. Desde a antiguidade, as civilizações se acomodavam próximas a manan- ciais e preocupavam-se com a manutenção da qualidade da água que abastecia a população. Grandes obras foram construídas para permitir o transporte da água de forma eficiente desde seu manancial até o con- sumo, com destaque para os Aquedutos Romanos que forneciam água corrente constante para abastecimento. Hoje as edificações são projetadas para assegurar o abastecimento de água potável de modo intermitente aos ocupantes. Ao longo das últimas décadas, exigências técnicas foram estabelecidas a fim de garantir higiene, segurança e conforto aos usuários. Para que, ao abrir a torneira de nossa casa, a água escoe com quali- dade e quantidade suficiente, um projeto foi desenvolvido com base no conhecimento de componentes do sistema e de parâmetros de projeto. Cada componente, desde a saída da rede pública até o reservatório e, posteriormente, até o ponto de utilização, faz parte do sistema predial de distribuição de água fria. Neste capítulo você vai conhecer as principais possibilidades de abastecimento do sistema de água fria e como é feita a distribuição em uma edificação. U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 23 11/07/2017 12:13:22 Sistemas de distribuição de água fria Diariamente, ao abrir uma torneira de nossa residência, dispomos de água em quantidade e qualidade sufi ciente, pois um projeto adequado foi desenvolvido e executado de acordo com a ABNT NBR 5626:1998 “Instalação predial de água fria”. Veja a seguir os principais objetivos de um projeto dessas instalações: Fornecimento de água de forma contínua, amenizando os transtornos gerados pelas interrupções no abastecimento pela concessionária. Preservação da qualidade da água fornecida, considerando que o sistema de distribuição e, principalmente, a reservação, se não adequadas, podem permitir a poluição da água distribuída. Adequação de valores de pressão e de velocidade ao longo do sistema de distribuição, evitando, assim, desconfortos gerados por ruídos e vazamentos nas tubulações. A distribuição de água de uma edificação, feita tanto por abastecimento público quanto por fonte particular, pode ocorrer de várias formas, as quais são apresentadas a seguir. Sistema de distribuição direto Quando o abastecimento é feito diretamente da rede pública, sem a necessidade de reservatório. Veja a seguir a representação desse tipo de distribuição em residência (Figura 1) e pequenos prédios (Figura 2). Figura 1. Sistema de distribuição direto em residência. Fonte: Botelho e Ribeiro Jr. (2011, p. 4). Instalações hidráulicas 24 U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 24 11/07/2017 12:13:23 Figura 2. Sistema de distribuição direto em prédio. Fonte: Botelho e Ribeiro Jr. (2011, p. 4). O sistema possui algumas vantagens, como o menor custo (pois dispensa reservatório e seus elementos), e a maior pressão, dependendo da altura da edificação (já que a pressão mínima na rede estabelecida por norma é de 10 m.c.a.). Em contrapartida, as desvantagens são a falta d’água no caso de interrupções pela concessionária, as pressões elevadas em residências que se encontram em pontos baixos em relação à rede geral de distribuição da cidade, e também as grandes variações de pressão ao longo do dia devido aos picos de consumo. Sistema de distribuição indireto sem bombeamento Em locais onde a pressão disponível na rede é sufi ciente, é possível adotar apenas um reservatório superior que abastece por gravidade a instalação. Veja na Figura 3 um esquema que exemplifi ca esse tipo de sistema de distribuição. Figura 3. Sistema de distribuição indireto, sem bombeamento. Fonte: Botelho e Ribeiro Jr. (2011, p. 5). Coluna de distribuição (sentido ascendente de distribuição) Distribuidor público VR 25Água fria: sistemas de distribuição U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 25 11/07/2017 12:13:24 A principal vantagem desse tipo de sistema é a continuidade do forneci- mento: caso ocorra interrupções por parte da concessionária, o reservatório garante um volume mínimo. A desvantagem é a necessidade de manutenção contínua e da garantia de estanqueidade do reservatório para evitar a conta- minação da água. O custo, em relação ao sistema direto, é maior, pois requer um reservatório e seus componentes. Sistema de distribuição indireto com bombeamento Quando a pressão disponível na rede de abastecimento público não é sufi - ciente para elevar a água até o reservatório superior, é preciso construir um reservatório inferior para, por meio de bombeamento, abastecer o reservatório superior. Quando o abastecimento for por poço, necessariamente deve-se utilizar esse tipo de sistema. Veja na Figura 4 um esquema que exemplifi ca esse tipo de sistema de distribuição. Figura 4. Sistema de distribuição indireto, com bombeamento. Fonte: Botelho e Ribeiro Jr. (2011, p. 6). As vantagens desse sistema são similares às dos sistemas sem bombeamento. Entre as desvantagens estão os custos de dois reservatórios e os gastos com energia para o bombeamento. Na falta de energia, o volume do reservatório superior garante o abastecimento. Sistema de distribuição indireto hidropneumático A utilização do sistema hidropneumático se torna uma opção quando há a necessidade de pressão que não pode ser atingida diretamente pela rede e se quer descartar a alternativa de instalação de reservatório superior. Esse sistema é formado por uma bomba, um injetor de ar e um tanque de pressão. Instalações hidráulicas 26 U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 26 11/07/2017 12:13:24 Resumidamente, quando a bomba é acionada, o injetor aspira ar e o arrasa para dentro do tanque de pressão. O ar é comprimido até atingir a pressão máxima em que a bomba desliga automaticamente. Assim, é formado um col- chão de ar dentro do tanque, onde a água é armazenada, que sofrerá alteração da pressão conforme a água for utilizada na edificação. Quando a pressão mínima for atingida, a bomba liga novamente. Desse modo, é garantida a pressão mínima para abastecer até o andar superior da edificação. Veja na Figura 5 um esquema mostrando esse tipo de sistema. Figura 5. Sistema de distribuição indireto hidropneumático em edifício. Fonte: Botelho e Ribeiro Jr. (2011, p. 7). No esquema da figura anterior, uma das bombas abastece a parte inferior do edifício, e a outra, a parte superior. Entre as desvantagens do sistema hi- dropneumático estão a dependência de energia elétrica para o funcionamento e o seu custo elevado de manutenção. Barrilete superior Barrilete inferior C.M. 27Água fria: sistemas de distribuição U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 27 11/07/2017 12:13:24 Sistema de distribuição misto Neste sistema, parte da instalação é alimentada de forma direta, e a outra parte por meio de um sistema indireto. Veja na Figura 6 um esquema exemplifi cando esse tipo de sistemade distribuição em uma residência. Figura 6. Sistema de distribuição misto em residência. Fonte: Botelho e Ribeiro Jr. (2011, p. 8). Nessa figura, a parte interna da edificação é abastecida pelo reservatório, e a torneira na parte externa é abastecida diretamente da rede pública. Muitas residências possuem todo o andar inferior abastecido diretamente da rede pública, sendo instalado um reservatório apenas para o abastecimento dos andares superiores. Muitas vezes existe na edificação o aproveitamento da água da chuva ou o reaprovei- tamento de águas cinzas para bacias sanitárias, lavagem de calçadas, regas de jardins, entre outros usos. A norma brasileira orienta que a instalação predial de água fria não potável seja totalmente independente daquela destinada ao uso de água potável, ou seja, deve-se evitar conexão cruzada. Sistema de distribuição em edifícios altos No caso de grandes edifícios, onde a pressão em pontos de utilização pode ultrapassar 40 m.c.a., devem ser previstos dispositivos de proteção para evitar Instalações hidráulicas 28 U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 28 11/07/2017 12:13:25 ruídos, sobrepressões provenientes de golpe de aríete e danos aos aparelhos. Em geral isso ocorre em edifícios acima de 13 pavimentos abastecidos dire- tamente pelo reservatório superior. Há três soluções principais adotadas para esses casos: reservatórios intermediários; válvula redutora de pressão no pavimento térreo; e válvula redutora de pressão em pavimento intermediário. Reservatórios intermediários ou válvulas redutoras em pavimento in- termediário nem sempre são possíveis devido à concepção arquitetônica do edifício. As válvulas no subsolo são uma boa opção, garantindo que os andares inferiores sejam atendidos com pressões dentro do que estabelece a norma. Veja na Figura 7 os exemplos das três principais soluções citadas. Figura 7. Soluções para o caso de edifícios altos: a) válvula redutora de pressão em andar intermediário; b) reservatório intermediário; e c) válvula redutora de pressão no térreo. Fonte: Botelho e Ribeiro Jr. (2011, p. 9-11). Para saber mais sobre o golpe de aríete, leia o texto “Golpe de aríete: como eliminar esse problema” (VRP PREMIUM, 2017). Térreo Reservatório superior Bombas Térreo Reservatório intermediário Reservatório duplo Térreo Válvula 29Água fria: sistemas de distribuição U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 29 11/07/2017 12:13:25 Terminologias usadas em um sistema predial de água fria Para o entendimento das partes constituintes e do dimensionamento do sistema predial de água fria, é importante recordar a terminologia relacionada a essa área. No quadro a seguir você vê os principais termos utilizados nesta unidade, com as suas devidas descrições. Alimentador predial ou ramal interno trecho de tubulação que liga o hidrômetro ao reservatório inferior ou superior. Aparelho sanitário aparelho destinado ao uso da água para fins higiênicos. Aparelhos peças de utilização e aparelhos sanitários. Barrilete conjunto de tubulações de saída do reservatório superior que alimentam as colunas de distribuição. Cavalete conjunto de tubos, conexões e registros destinados à instalação do hidrômetro. Colunas de Distribuição tubulações verticais que alimentam os ramais. Conjunto elevatório sistema para elevação de água. Dispositivo de controle de nível controla a entrada de água e manutenção do nível operacional; um exemplo é a torneira de boia e automático de boia. Quadro 1. Terminologia relacionada a sistemas prediais de água fria . (Continua) Para ver como funciona uma válvula redutora de pressão, assista ao vídeo disponível no link ou código a seguir. https://goo.gl/ThFEi5 Instalações hidráulicas 30 U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 30 11/07/2017 12:13:26 https://goo.gl/ThFEi5 Quadro 1. Terminologia relacionada a sistemas prediais de água fria . Extravasor tubulação que sai do reservatório com o objetivo de escoar eventuais excessos d’água. Hidrômetro o ramal predial termina no hidrômetro. O hidrômetro é o aparelho que mede o consumo de água da edificação. Pressão de serviço pressão máxima que se pode submeter um tubo ou um aparelho quando em uso normal. Ramais tubulações derivadas das colunas que alimentam os sub-ramais. Ramal predial ou ramal externo tubulação que liga a fonte de abastecimento ao cavalete. É executado pela concessionária mediante requerimento do proprietário. Refluxo retorno eventual e não previsto de fluidos, misturas ou substâncias para o sistema de distribuição predial de água. Registro de passeio ou registro de calçada no ramal predial pode ser instalado um registro com o objetivo de interromper o abastecimento da edificação. Registro de utilização Registro instalado no sub-ramal, ou no ponto de utilização, destinado ao fechamento ou à regulagem da vazã o da água a ser utilizada. Reservatório Compartimento destinado ao armazenamento de água da edificação. Retrossifonagem Refluxo de águas poluídas ou contaminadas, para o sistema de consumo, em decorrência de pressões negativas. Sub-ramais tubulações derivadas dos ramais que alimentam os aparelhos. Tubulação de limpeza tubulação com registro de fechamento obrigatório, posicionada em um dos cantos do reservatório, com declividade para ele. Utilizada para limpeza do reservatório. Tubulação de recalque Tubulação compreendida entre o orifício de saída da bomba e o ponto de descarga no reservatório de distribuição. (Continuação) 31Água fria: sistemas de distribuição U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 31 11/07/2017 12:13:26 Para saber mais sobre a terminologia, consulte a norma ABNT NBR 5626:1998 “Instalação predial de água fria”. Componentes de um sistema predial de água fria A instalação predial de água fria é formada por diversos componentes que garantem o abastecimento, desde a rede pública ou poço até o ponto de utili- zação. A Figura 8 a seguir mostra a confi guração de entrada de água fria com seus principais componentes. Figura 8. Entrada de água fria. Fonte: Carvalho Jr. (2013, p. 28). A interligação entre o hidrômetro e a rede pública é realizada por meio do ramal predial, que tem sua instalação feita pela concessionária mediante solicitação do proprietário do imóvel. O registro de calçada não é obrigatório, mas algumas concessionárias optam por instalá-lo para interromper o abas- tecimento de água da edificação, se necessário. O cavalete com hidrômetro fica protegido por um abrigo (que pode ser construído em alvenaria ou concreto), que precisa ser de fácil acesso para manobra e leitura do hidrômetro. Rua Caixa para registro de calçada Rede pública de água Cavalete Ramal predial Abrigo do cavalete Hidrômero Registro Muro Instalações hidráulicas 32 U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 32 11/07/2017 12:13:27 Para novos edifícios, há pouco tempo tornou-se obrigatória a medição individualizada de água, ou seja, cada apartamento possui seu medidor. Essa medida tem mostrado bons resultados em relação à economia de água e é uma divisão justa do consumo, já que com a medição global (apenas um medidor para todo o prédio), o custo é rateado igualmente entre todos os condôminos, o que nem sempre é uma alternativa justa. Para saber mais sobre medição individualizada no caso de edifícios antigos leia o texto “Lei do hidrômetro: como ficam os prédios antigos?” (SANTOS, 2016). O alimentador predial leva a água até o ponto de distribuição da edificação, portanto, liga o hidrômetro ao reservatório. O reservatório deve ser posicionado de modo a permitir acesso, proteção e dimensionamento adequado da estrutura que o suporta. A Figura 9 a seguir mostra mais detalhes dos componentes presentes na instalação de um reservatório superior. Figura 9. Reservatório e suas ligações. Fonte: Adaptada de Botelho e Ribeiro Jr. (2011, p. 15). Note na figura os seguintes componentes: o extravasor, que é uma tubulação destinadaa evitar o transbordamento do reservatório caso ocorra falha no sistema de boia, e a tubulação de limpeza, que é fundamental para facilitar a limpeza periódica do reservatório. Nela deve ser instalado um registro. Alimentação Extravasor (ladrão) Tubulação de limpeza 33Água fria: sistemas de distribuição U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 33 11/07/2017 12:13:27 O reservatório distribui água para as colunas por meio do barrilete que, por sua vez, distribui para as colunas, conforme a Figura 10. Figura 10. Barrilete: a) concentrado e b) ramificado. Fonte: Carvalho Jr. (2013, p. 53). Existem dois tipos de barrilete: o concentrado e o ramificado. O barrilete concentrado ocupa um menor espaço e facilita a manobra dos registros que ficam próximos. O barrilete ramificado possui as tubulações mais espaçadas, facilitando a locomoção no espaço. Cada coluna deve possuir um registro posicionado a montante do primeiro ramal, geralmente na saída do barrilete. Recomenda-se a utilização de coluna exclusiva para válvulas de descarga a fim de evitar danos aos demais aparelhos devido ao golpe de aríete que o fechamento da válvula pode causar. A norma ainda orienta que as colunas que tenham válvula de descarga sejam providas de ventilação. Para visualizar a instalação de um reservatório superior e os cuidados que devem ser tomados, assista ao vídeo disponível em https://goo.gl/KiGRJ8 Consumo Para o combate a incêndio Combate a incêndio Nível da água Consumo Consumo Consumo Nível da água a) b) Instalações hidráulicas 34 U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 34 11/07/2017 12:13:28 https://goo.gl/KiGRJ8 Os ramais distribuem água para os sub-ramais, que são ligados diretamente aos aparelhos de utilização. Cada ramal deve possuir um registro a montante do primeiro sub-ramal. Veja um esquema na Figura 11 que detalha a ligação do ramal na coluna e a distribuição para os sub-ramais ligados aos aparelhos. Figura 11. Detalhe de um sanitário mostrando coluna, ramal e sub-ramais. Fonte: Adaptada de Botelho e Ribeiro Jr. (2011, p. 21). Cabe salientar que, para qualquer sistema de distribuição de água fria, mesmo que para pequenas edificações, deve-se considerar a norma brasileira e dimensionar corretamente todos os componentes para a água chegar em quantidade e qualidade suficientes em todos os pontos de utilização. Caixa acoplada ramal coluna sub-ramal 35Água fria: sistemas de distribuição U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 35 11/07/2017 12:13:28 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5626:1998. Instalação predial de água fria. Rio de Janeiro: ABNT, 1998. BOTELHO, M. H. C.; RIBEIRO JR., G. A. Instalações hidráulicas prediais: usando tubos de PVC e PPR. 3. ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2011. CARVALHO JR., R. Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura. 7. ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2013. SANTOS, A. Lei do hidrômetro: como ficam os prédios antigos? Massa Cinzenta, 14 set. 2016. Disponível em: <http://www.cimentoitambe.com.br/hidrometro-predios- -antigos/>. Acesso em: 15 jun. 2017. VRP PREMIUM. Golpe de aríete: como eliminar esse problema. [S.l.]: VRP Premium, 2017. Disponível em: <http://www.vrppremium.com.br/golpe-de-ariete-como-eliminar/>. Acesso em: 15 jun. 2017. Leituras recomendadas CREDER, H. Instalações hidráulicas e sanitárias. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. MACINTYRE, A. J. Instalações hidráulicas prediais e industriais. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. hidráulicas 36 Instalações U1_C02_Instalações hidráulicas.indd 38 11/07/2017 12:13:30 http://www.cimentoitambe.com.br/hidrometro-predios- http://www.vrppremium.com.br/golpe-de-ariete-como-eliminar/ Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual da Instituição, você encontra a obra na íntegra. Conteúdo:
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