Projeto de Instalações de Água Fria

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<p>ROTEIRO DE PRÁTICA LABORATORIAL Nº 918085-1</p><p>1. Componente curricular: Instalações Hidráulicas e Sanitárias</p><p>2. Título do roteiro de aula prática:</p><p>PROJETO DE INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA.</p><p>3. Tempo previsto: 6 horas-aula</p><p>4. Objetivos</p><p> Construir conhecimentos referentes à elaboração de projetos de instalações hidráulicas</p><p>de água fria de edificações.</p><p>5. Referencial teórico</p><p>Em geral, todas as edificações (sejam elas residenciais, comerciais, industriais ou rurais)</p><p>necessitam de instalações de água fria. É responsabilidade do engenheiro civil projetar e executar</p><p>esses sistemas hidráulicos.</p><p>Figura 1 – Exemplo de esquema vertical de uma instalação residencial de água fria</p><p>No dimensionamento das instalações de água fria, deve ser seguido um formulário geral,</p><p>do qual trataremos a seguir.</p><p>a) Cálculo da vazão do trecho:</p><p>Vazão do trecho  Q = 0,3*√∑𝑃</p><p>Sendo: Q = vazão ( l/s )</p><p>P = soma do peso dos aparelhos a jusante do trecho</p><p>Os pesos dos aparelhos devem ser adotados a partir de recomendações técnicas, como mostra o</p><p>Quadro 1, mostrado a seguir.</p><p>Quadro 1 – Pesos relativos e vazões de projeto recomendados para alguns aparelhos sanitários</p><p>Com essa somatória de pesos, pode-se calcular a vazão de projeto. O diâmetro do trecho é</p><p>função da vazão nesse trecho e pode ser adotado inicialmente o valor a ser extraído do ábaco da</p><p>Figura 2. A partir desse diâmetro inicial, deve-se calcular a velocidade do trecho (fórmula a</p><p>seguir), lembrando que se a velocidade máxima Vmax = 3,00 m/s.</p><p>V=</p><p>𝑄</p><p>𝐴</p><p>Sendo: V = velocidade (m/s), Q = vazão (m³/s) e A = área (m²).</p><p>Obs.: Utilizar o diâmetro interno para os cálculos.</p><p>Se a velocidade calculada ultrapassar o valor máximo, um novo diâmetro deve ser adotado e a</p><p>velocidade novamente calculada.</p><p>Figura 2 – Ábaco Pesos x Diâmetros para dimensionamento de tubulações de água fria</p><p>A perda de carga unitária dos trechos hidráulicos é calculada através da seguinte fórmula:</p><p>j = 0,00086*</p><p>𝑄1,75</p><p>𝐷4,75</p><p>Sendo: j = perda de carga unitária (m/m)</p><p>Q = vazão (m³/s)</p><p>D = diâmetro interno do tubo (m)</p><p>Para se calcular a perda de carga total do trecho, é necessário calcular o comprimento</p><p>virtual (Lv) do trecho, que é a somatória do comprimento real (Lreal), que é o comprimento</p><p>medido, com o comprimento equivalente total (Leq). Os comprimentos equivalentes das peças são</p><p>tabelados de acordo com o diâmetro e material, como mostra o exemplo do Quadro 2.</p><p>Quadro 2 – Comprimentos equivalentes para peças hidráulicas em função do diâmetro nominal</p><p>Lv = Lreal + Leq</p><p>A partir da perda de carga unitária e do comprimento virtual, pode-se calcular a perda de</p><p>carga total do trecho.</p><p>∆ℎ = 𝑗 ∗ 𝐿𝑣</p><p>Sendo: ∆ℎ = Perda de carga total (m), j = Perda de carga unitária (m/m), Lv = Comprimento Virtual (m).</p><p>O cálculo da pressão disponível no ponto a jusante do trecho é calculado da seguinte forma:</p><p>𝑃𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝑃𝑚𝑜𝑛 + 𝐻 − ∆ℎ</p><p>Sendo: Pdisp = Pressão disponível a jusante do trecho (mca)</p><p>Pmon = Pressão disponível a montante do trecho (mca)</p><p>H = desnível do trecho (m)</p><p>∆h = Perda de carga (m).</p><p>6. Equipamentos necessários</p><p>6.1 Para as aulas ministradas com projeto impresso</p><p>Tabela 1 – Relação de equipamentos utilizados na aula prática com projeto impresso</p><p>Item Quant. Descrição</p><p>1 1 / aluno * Calculadora científica</p><p>2 1 / aluno * Escalímetro</p><p>3 1 / aluno ** Prancheta</p><p>(*) Material a ser trazido pelos alunos</p><p>(**) Quantidade determinada pela diretriz institucional. Equipamento fornecido pelo polo.</p><p>6.2 Para as aulas ministradas com projeto digital</p><p>Tabela 2 – Relação de equipamentos utilizados na aula prática com projeto digital</p><p>Item Quant. Descrição</p><p>1 1 / aluno * Computador pessoal</p><p>2 1 / computador * Programa CAD</p><p>3 1 / computador * Programa MS Excel</p><p>(*) Quantidade determinada pela diretriz institucional.</p><p>7. Insumos necessários</p><p>Tabela 3 – Relação de insumos utilizados na aula prática (para cada grupo de até 3 alunos, segundo</p><p>diretriz institucional)</p><p>Item Quant. Descrição</p><p>1 1</p><p>Projeto Arquitetônico da edificação com as vistas dos ambientes sanitários,</p><p>impresso, preferencialmente, em formato A0</p><p>8. Procedimentos experimentais</p><p>O professor deverá dividir os alunos em grupos de até 3 alunos. Para melhor rendimento da</p><p>aula e correção das atividades dos alunos, a planta arquitetônica com as vistas dos ambientes</p><p>deve estar com o traçado da tubulação de água fria que será dimensionada.</p><p>a) De posse da localização da caixa d´água e do traçado, o próximo passo é numerar os trechos</p><p>da tubulação de água fria, lembrando que cada trecho deve ter a mesma vazão e o mesmo</p><p>diâmetro.</p><p>b) A seguir, é descrito o processo a ser desenvolvido para um único trecho. Este processo deve</p><p>ser repetido para todos os trechos do projeto.</p><p>c) À medida que os trechos forem sendo dimensionados, os resultados dos cálculos devem ser</p><p>lançados na Tabela 4.</p><p>d) Roteiro para dimensionamento de um trecho</p><p>d.1) Determinar a vazão do trecho – Q = 0,3*√∑𝑃</p><p>Onde:</p><p>Q = vazão (l/s)</p><p>P = peso dos aparelhos a jusante do trecho.</p><p>d.2) Adotar um diâmetro para este trecho, a partir do ábaco da Figura 2.</p><p>d.3) Calcular a velocidade do trecho, lembrando que se a velocidade máxima Vmax = 3,00</p><p>m/s. Se a velocidade ultrapassar a velocidade máxima, um novo diâmetro deve ser</p><p>adotado. V=</p><p>𝑄</p><p>𝐴</p><p>Onde</p><p>V = velocidade (m/s),</p><p>Q = vazão (m³/s)</p><p>A = área (m²)</p><p>Utilizar o diâmetro interno para os cálculos.</p><p>d.4) Determinar o desnível do trecho. Se o ponto a montante estiver mais baixo que o ponto</p><p>a jusante, o valor do desnível será negativo. Se o ponto a montante estiver mais alto que</p><p>o ponto a jusante, o valor do desnível será positivo. H – desnível do trecho (m).</p><p>d.5) Calcular a perda de carga unitária para este trecho. – j = 0,00086*</p><p>𝑄1,75</p><p>𝐷4,75</p><p>Onde:</p><p>j = perda de carga unitária (m/m)</p><p>Q = vazão (m³/s), D – diâmetro (m)</p><p>Utilizar o diâmetro para os cálculos.</p><p>d.6) Determinar o comprimento real do trecho - Lreal</p><p>d.7) Determinar o comprimento equivalente do trecho, ou seja, efetua contagem das peças</p><p>no trecho e soma o valor do comprimento equivalente das peças do trecho. – Leq. Os</p><p>comprimentos equivalentes das peças são tabelados de acordo com o diâmetro e</p><p>material.</p><p>d.8) Calcular o comprimento virtual. – Lv = Lreal + Leq</p><p>d.9) Calcular a perda de carga no trecho - ∆ℎ = 𝑗 ∗ 𝐿𝑣</p><p>Onde:</p><p>∆ℎ = Perda de carga total (m)</p><p>j = Perda de carga unitária (m/m)</p><p>Lv = Comprimento Virtual (m)</p><p>d.10) Calcular a pressão disponível no ponto a jusante do trecho. 𝑃𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝑃𝑚𝑜𝑛 + 𝐻 − ∆ℎ</p><p>Onde:</p><p>Pdisp = Pressão disponível a jusante do trecho (mca)</p><p>Pmon = Pressão disponível a montante do trecho (mca)</p><p>H = desnível do trecho (m)</p><p>∆h = Perda de carga (m)</p><p>d.11) Para diâmetro adotado ser considerado correto é necessário que sejam atendidas,</p><p>simultaneamente, as seguintes condições:</p><p> A velocidade de escoamento tem que ser menor que 3,00 m/s.</p><p> Se o ponto de jusante do trecho analisado for um aparelho sanitário (lavatório,</p><p>chuveiro, tanque, ducha higiênica e etc,), exceto bacia sanitária com válvula de</p><p>descarga, a pressão mínima disponível a jusante tem que ser maior que 1 m.c.a.</p><p> Se o ponto de jusante do trecho analisado for uma bacia sanitária com válvula de</p><p>descarga, a pressão mínima disponível a jusante tem que ser maior que 1,5 m.c.a.</p><p> Se o ponto de jusante do trecho analisado não for um aparelho sanitário, a pressão</p><p>mínima disponível a jusante tem que ser maior que 0,5 m.c.a.</p><p> Pressão estática máxima não pode</p><p>ultrapassar de 40mca.</p><p>d.12) Caso o diâmetro adotado não atenda uma destas condições, o trecho deve ser</p><p>recalculado com um diâmetro comercial acima.</p><p>d.13) O dimensionamento será finalizado quando todos os trechos da instalação forem</p><p>dimensionados e atendidas as condições simultaneamente.</p><p>9. Cálculos e análises de resultados</p><p>Seguindo os procedimentos descritos no tópico 8, os alunos terão feito o dimensionamento</p><p>de todos os trechos das tubulações de água fria. Os valores calculados devem ser preenchidos na</p><p>Tabela 4.</p><p>Tabela 4 – Dimensionamento de Instalações Prediais - Água Fria</p><p>10. Referências</p><p>AZEVEDO NETO, JOSÉ M.D. Manual de Hidráulica. São Paulo: E. Blucher, 1982.</p><p>CREDER, HÉLIO. Instalações Hidráulicas e Sanitárias. Rio de Janeiro: LTC, 1988</p><p>MACINTYRE, ARCHIBALD JOSEPH. Instalações hidráulicas. Rio de Janeiro: Guanabara,</p><p>1988.</p><p>Elaboração do roteiro: Prof. Me. Cristiano Dorça Ferreira Data: 29/11/2017</p><p>Revisão: Prof. Me. Plauto Riccioppo Filho Data: 19/12/2017</p><p>Organização: Prof. Me. Plauto Riccioppo Filho Data: 19/12/2017</p>