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CENTRO UNIVERSITÁRIO DA FUNDAÇÃO EDUCACIONAL GUAXUPÉ GUILHERME FILIPE DE SIQUEIRA MORENO INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E PREDIAIS GUAXUPÉ 2014 CENTRO UNIVERSITÁRIO DA FUNDAÇÃO EDUCACIONAL GUAXUPÉ INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E PREDIAIS Trabalho de Instalações hidráulicas e prediais apresentado ao Centro Universitário da Fundação Educacional Guaxupé, Engenharia Civil Prof. Luiz Antônio Pasotti Smaira GUAXUPÉ 2014 1 Sumário 1. DADOS INICIAIS .................................................................................................................................................... 2 2. INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA ................................................................................................................................ 2 2.1. Dimensionamento do reservatório 01 ............................................................................................................. 2 2.2. Dimensionamento do reservatório 04 ........................................................................................................ 3 2.3. Dimensionamento da rede predial de distribuição .................................................................................... 4 2.3.1. Verificação da pressão disponível ..................................................................................................... 6 3. INSTALAÇÕES DE ÁGUA DE REUSO ..................................................................................................................... 13 3.1. Dimensionamento do reservatório 02 ...................................................................................................... 13 3.2. Dimensionamento do reservatório 03 ...................................................................................................... 14 3.3. Dimensionamento da rede predial de distribuição .................................................................................. 14 3.3.1. Verificação da pressão disponível ................................................................................................... 15 4. INSTALAÇÕES DE ÁGUA QUENTE ....................................................................................................................... 18 4.1. Dimensionamento do reservatório ........................................................................................................... 18 4.2. Dimensionamento da rede predial de distribuição .................................................................................. 19 4.2.2. Verificação da pressão disponível ................................................................................................... 19 5. ESGOTO SANITÁRIO ............................................................................................................................................ 23 5.1. Dimensionamento dos ramais .......................................................................................................................... 24 5.2. Ventilação ................................................................................................................................................. 26 6. BOMBA HIDRÁULICA .......................................................................................................................................... 27 6.1. Determinando os componentes do sistema de recalque e sucção. ................................................................. 27 6.2. Determinando o diâmetro da sucção e recalque:..................................................................................... 27 6.3. Determinando a perda de carga no recalque e na sucção ........................................................................ 28 6.4 Determinando a altura manométrica ................................................................................................................ 29 6.4. Determinando a bomba á instalar ............................................................................................................ 29 6.5. Calculando a potência do motor:.............................................................................................................. 30 7. ÁGUA PLUVIAL ............................................................................................................................................... 31 6.1. Estimativa da precipitação pluvial ............................................................................................................ 31 6.2. Área de contribuição (AC) ......................................................................................................................... 31 6.3. Vazão de projeto (Q) ................................................................................................................................. 32 6.4. Dimensionamento das calhas ................................................................................................................... 33 6.5. Dimensionamento de condutores ............................................................................................................ 34 6.5.1. Condutores verticais: ...................................................................................................................... 34 6.5.2. Condutores horizontais: .................................................................................................................. 34 7. BIBLIOGRAFIA: .................................................................................................................................................... 37 2 1. DADOS INICIAIS A obra será do tipo residencial; Terreno possui área total de 350 m²; A área construída será de 156 m² (45%); Área permeável de 35 m² (10%); A cobertura da garagem, lavanderia e da área externa serão compostos por telhado cerâmico, tipo romana; A cobertura da residência será composta por telhado galvanizado tipo sanduiche. Número de pessoas atendidas pela edificação: 04 (quatro); Local da edificação: Guaxupé-MG; Para as instalações hidráulicas serão utilizados tubos de PVC; 2. INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA 2.1. Dimensionamento do reservatório 01 Seguindo a NBR 5626, deve-se inicialmente obter o consumo diário na edificação seguindo a tabela abaixo: Tipo de construção Consumo Alojamentos provisórios 80 por pessoa Casas populares ou rurais 120 por pessoa Residências 150 por pessoa Apartamentos 200 por pessoa Hotéis (s/ cozinha e s/ lavanderia) 120 por hóspede Escolas – internatos 150 por pessoa Escolas – semi-internatos 100 por pessoa Escolas – externatos 50 por pessoa Quartéis 150 por pessoa Edifícios públicos ou comerciais 50 por pessoa Escritórios 50 por pessoa Cinemas e teatros 02 por lugar Templos 02 por lugar Restaurantes e similares 25 por refeição Garagens 50 por automóvel Lavanderias 30 por kg de roupa seca Mercados 5 por m² de área Matadouros – animais de grande porte 300 por cabeça abatida Matadouros – animais de pequeno porte 150 por cabeça abatida Postos de serviço p/ automóveis 150 por veículo Cavalariças 100 por cavalo Jardins 1,5 por m² 3 Orfanato, asilo, berçário. 150 por pessoa Ambulatório 25 por pessoa Creche 50 por pessoa Oficina de costura 50 por pessoa Tabela 1: Estimativa de consumo predial diário. Mesmo sabendo que a quantidade de pessoas que irão habitar a edificação é igual a quatro pessoas, o reservatório será dimensionado para atender até seispessoas por dia, seguindo a tabela abaixo: Ambiente Número de pessoas Dormitório 02 pessoas Dormitório de empregado (a) 01 pessoa Tabela 2: Número de pessoas por ambiente. Calculando um consumo médio de 150 litros/dia e temos que o consumo diário da residência será em média 900 litros. Recomenda-se que o reservatório deve atender a residência por mais de um dia, sendo assim para suprir as necessidades por no mínimo 36 horas o reservatório deverá ter uma capacidade mínima para 1500 litros. Segue abaixo a representação geométrica do reservatório a ser instalado: Capacidade (litros) Dimensões (mm) D1 D2 H1 H2 1500 1702,2 1419,4 988,5 783,2 Tabela 3: dimensões do reservatório 01 (mm). Observação: Foi levado em conta 36 horas, pois será instalada caixa d’ água para reuso da água de lavatórios nos vasos sanitários. Se não houvesse a mesma poderia-se considerar 48 horas. 2.2. Dimensionamento do reservatório 04 O reservatório 04 será instalado sobre a área que se localiza ao fundo do terreno. Deve-se ressaltar que o reservatório deverá ser utilizado periodicamente, porém com certa intensidade considerando que o mesmo abastecerá peças que serão usadas 4 em momentos de lazer, como festas. Estas peças são 01 vaso sanitário, 01 lavatório, 01 chuveiro e 01 torneira de pia. Para um melhor entendimento, a tabela abaixo apresenta uma estimativa de utilização de água para lazer. Peça Quantidade de utilização Tempo gasto (s) Vazão (L/s) Consumo total (L/s) Lavatório 50 1000 0,15 150 Vaso com caixa acoplada 50 - Capacidade 6 litros 300 Chuveiro 03 900 0,20 180 Torneira da pia - 1800 0,15 270 TOTAL 900 Tabela 4 – Estimativa de consumo do reservatório 04. Observações: Foi considerado um evento que reunisse aproximadamente 25 pessoas; O tempo gasto por pessoa no lavatório é adotado por 20 segundos; O tempo gasto por pessoa no chuveiro é adotado por 300 segundos; A utilização do chuveiro é muito inferior em relação ao vaso e lavatório; Foi considerada a torneira da pia aberta durante 30 minutos. Assim, para efeito de que não haja futuros transtornos é conveniente a instalação de um reservatório com capacidade para 1000 litros. Capacidade (litros) Dimensões (mm) D1 D2 H1 H2 1000 1440,0 1145,7 951,4 775 Tabela 5 – Dimensões do reservatório 04. 2.3. Dimensionamento da rede predial de distribuição Para o presente projeto, será instalado o total de 03 colunas que serão abastecidas pelo reservatório 01, e mais 03 colunas que serão abastecidas pelo reservatório 04. A tabela abaixo apresenta os reservatórios, suas colunas e as peças de cada uma: 5 Reservatório Coluna Peça 01 AF 01 01 Chuveiro 01 AF 01 01 Lavatório 01 AF 01 01 Banheira 01 AF 02 01 Chuveiro 01 AF 02 02 Lavatórios 01 AF 03 01 Torneira (cozinha) 01 AF 03 02 Torneiras (Tanque) 01 AF 03 01 Lavadora de roupas 04 AF 04 01 Torneira (cozinha) 04 AF 05 01 Lavatório 04 AF 05 01 Vaso sanitário 04 AF 06 01 Chuveiro Tabela 6 – Especificação das colunas. Desta forma, precisa-se obter o número de peças de utilização que a tubulação irá atender. A tabela abaixo, (NBR 5626:1998 – Tabela 1) apresenta as peças que serão utilizadas no projeto, com suas respectivas vazões de projeto e pesos. Aparelho Sanitário Peça de utilização Vazão de projeto (L/s) Peso relativo Bacia Sanitária Caixa de descarga 0,15 0,30 Válvula de descarga 1,70 32 Banheira Misturador (água fria) 0,30 1,0 Chuveiro ou ducha Misturador (água fria) 0,20 0,4 Chuveiro elétrico Registro de pressão 0,10 0,1 Lavatório Torneira ou misturador (AF) 0,15 0,3 Lavadora de roupas Registro de pressão 0,30 1,0 Pia Torneira ou misturador Torneira ou misturador 0,25 0,7 Torneira elétrica Torneira elétrica 0,10 0,1 Tanque Torneira 0,25 0,7 Tabela 7: Vazões de projeto e pesos relativos dos pontos de utilização. Assim, utilizando a tabela 7, devemos calcular a perda de carga e realizar um pré- dimensionamento das tubulações. A tabela abaixo apresenta as colunas com o peso calculado para cada trecho abastecidos pelo reservatório 01: Coluna Trecho Peso Vazão de projeto (L/s) Ф min (mm) 01, 02 e 03 A - Barrilete 5,80 2,20 40 02 e 03 B - Barrilete 4,10 1,25 32 03 C - Barrilete 3,10 1,05 32 01 D – Chuveiro + Lavatório + Banheira 1,70 0,65 25 01 E - Chuveiro 0,40 0,20 20 01 F - Lavatório + Banheira 1,30 0,45 25 6 01 G - Lavatório 0,30 0,15 20 01 H - Banheira 1,00 0,30 20 02 I – Chuveiro + 2 Lavatórios 1,00 0,50 25 02 J - Chuveiro 0,40 0,20 20 02 L - 2 Lavatórios 0,60 0,30 20 02 M e N - Lavatório 0,30 0,15 15 03 O - 1 torneira (pia da cozinha) 0,7 0,25 20 03 P - 2 torneiras (tanque) + Lavadora 2,4 0,80 25 03 Q - 1 torneira (tanque) + Lavadora 1,7 0,55 25 03 R – 1 torneira 0,7 0,25 20 Tabela 8: Colunas e seus respectivos trechos do reservatório 01. Logo, a tabela abaixo apresenta as colunas com o peso calculado para cada trecho do reservatório 04: Coluna Trecho Peso Vazão de projeto (L/s) Ф min (mm) 04, 05 e 06 A - Barrilete 1,55 0,90 25 04 B – Torneira de cozinha 0,70 0,25 20 05 e 06 C – Lavatório + Vaso sanitário + Chuveiro 0,85 0,65 25 05 D – Lavatório + Vaso sanitário 0,45 0,45 25 05 E – Lavatório 0,30 0,15 20 05 F – Vaso sanitário (caixa de descarga) 0,15 0,30 20 06 G – Chuveiro 0,40 0,20 20 Tabela 09: Colunas e seus respectivos trechos do reservatório 04. 2.3.1. Verificação da pressão disponível Uma vez calculados os diâmetros, resta verificar a pressão existente na instalação, ou seja, verificar as suas condições de funcionamento, as quais devem estar dentro das condições preconizadas pela NBR 5626/98. Podem existir trechos com pressão insuficiente e trechos com pressão acima do permitido, quer para a tubulação, quer para os aparelhos. A pressão insuficiente, abaixo da mínima, ocasiona o mau funcionamento dos pontos de utilização como, por exemplo, a válvula de descarga, que não terá a vazão necessária para funcionar, e o chuveiro, que não propiciará o conforto esperado, pois não apresentará a vazão mínima. No caso de pressão acima da permitida, a tubulação e suas conexões estarão em risco, além dos aparelhos, por exemplo, aquecedores, os quais apresentam pressão máxima de serviço. Assim a tabela de pressões, dinâmica e estática, nos pontos de utilização, com estes limites, deve ser observada. 7 PRESSÕES DINÂMICAS E ESTÁTICAS NOS PONTOS DE UTILIZAÇÃO Peça de utilização Pressão dinâmica Pressão estática Mín Máx Mín Máx Aquecedor de alta pressão 0,5 40 01 10 Aquecedor de baixa pressão 0,5 04 01 05 Bebedouro 2,0 30 - - Chuveiro de DN 20 mm 2,0 40 - - Chuveiro de DN 25 mm 1,0 40 - - Torneira 0,5 40 - - Torneira de boia para caixa de descarga de DN 20 mm 1,5 40 - - Torneira de boia para caixa de descarga de DN 25 mm 0,5 40 - - Torneira de boia para reservatórios 0,5 40 - - Válvula de descarga de alta pressão (B) (B) (C) 40 Válvula de descarga de baixa pressão 1,2 - 02 (C) Tabela 10: Pressões dinâmicas e estáticas nos pontos de utilização. Observações: (A): 01 mca = 10 kPa (B): O fabricante deve especificar a faixa de pressão dinâmica que garanta vazão mínima de 1,7 L/s e máxima de 2,4 L/s nas válvulas de descarga de sua fabricação. (C): O fabricante deve definir esses valores para a válvula de descarga de sua produção, respeitando as normas específicas. É recomendado verificar a pressão disponível na peça com maior nível e menor nível em relação ao reservatório que abastecerá a mesma. Assim, verificaremosa pressão disponível no chuveiro do banheiro social e no lavatório do lavabo. 2.3.1.1. Verificação da pressão no chuveiro (Banheiro social) Inicialmente, devemos determinar o peso dos trechos e suas respectivas vazões (Tabela 10) Coluna Trecho Peso Vazão de projeto (L/s) Ф min (mm) 01, 02 e 03 A - Barrilete 5,80 2,20 40 02 e 03 B - Barrilete 4,10 1,25 32 02 I – Chuveiro + 2 Lavatórios 1,00 0,50 25 02 J - Chuveiro 0,40 0,20 20 Tabela 11: Trechos e suas respectivas vazões. Adotando-se planilha a seguir, calcula-se a perda de carga em cada trecho, do ponto considerado até o reservatório, bem como a pressão disponível no ponto considerado, no caso, o chuveiro. 8 Analisando o Ábaco de Flamant, observa-se que já no primeiro trecho a vazão de 2,20 L/s é muito grande em relação ao diâmetro de 40 mm para se conseguir a pressão necessária. Assim, começa-se a calcular a pressão disponível com o diâmetro de 50 mm. Determinação da pressão disponível Pressão disponível Ponto: chuveiro m mca 01 Altura geométrica – Pe 3,85 02 Comprimento do trecho A DN 50 = 2,45 + 0,05 2,95 03 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 saída de reservatório 02 joelhos 90º 01 registro de gaveta L total 3,3 0,97 6,8 0,8 13,85 Vazão Q = 2,20 L/s Ju = 0,07 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,07 x 13,85 04 Comprimento do trecho B DN 50 = 0,05 0,05 05 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 tê passagem direta L total 2,3 2,35 0,14 Vazão Q = 1,25 L/s Ju = 0,06 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,06 x 2,35 06 Comprimento do trecho I DN 25 = 0,80 + 0,20 1,00 07 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 tê de redução saída lateral L total 3,1 0,82 4,1 Vazão Q = 0,50L/s Ju = 0,2 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,2 x 4,1 08 Comprimento do trecho J DN 25 = 1,20 + 1,70 2,80 09 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 tê passagem direta 01 joelho 90º 01 registro gaveta 01 tê 90º saída lateral 01 registro globo 01 joelho 90º L total 0,9 0,88 1,5 0,3 3,1 15,0 1,5 25,10 Vazão Q = 0,20 L/s Ju = 0,07 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,035 x 25,10 10 Pressão necessária 1,00 11 Pressão disponível Pressão estática 1,04 Tabela 12: Determinação da pressão disponível no chuveiro. Conclui-se que para um bom funcionamento do chuveiro do banheiro social deve-se aumentar o diâmetro dos trechos A e B de 40 mm para 50 mm. 9 2.3.1.2. Verificação da pressão na torneira do tanque Inicialmente, devemos determinar o peso dos trechos e suas respectivas vazões (Tabela 10). Coluna Trecho Peso Vazão de projeto (L/s) Ф min (mm) 01, 02 e 03 A - Barrilete 5,80 2,20 40 02 e 03 B - Barrilete 4,10 1,25 32 03 C - Barrilete 3,10 1,05 32 03 P - 2 torneiras (tanque) + Lavadora 2,4 0,80 25 03 R – 1 torneira 0,7 0,25 20 Tabela 13: Trechos e suas respectivas vazões. Será verificada a pressão na torneira do tanque, pois o mesmo é a peça mais distante alimentada pelo reservatório 01, localizando-se 8,00 m abaixo do nível do reservatório. Determinação da pressão disponível Pressão disponível Ponto: torneira m mca 01 Altura geométrica – Pe 7,91 02 Comprimento do trecho A DN 50 = 2,45 + 0,05 2,95 03 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 saída de reservatório 02 joelhos 90º 01 registro de gaveta L total 3,3 0,97 6,8 0,8 13,85 Vazão Q = 2,20 L/s Ju = 0,07 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,07 x 13,85 04 Comprimento do trecho B DN 50 = 0,05 0,05 05 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 tê passagem direta L total 2,3 2,35 0,14 Vazão Q = 1,25 L/s Ju = 0,06 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,06 x 2,35 06 Comprimento do trecho C DN 32 = 1,50 + 1,00 2,50 07 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 joelho 45º 01 joelho 45º 01 joelho 90º L total 1,0 0,74 1,0 2,0 6,50 Vazão Q = 1,05 L/s Ju = 0,18 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,18 x 4,1 08 Comprimento do trecho P DN 25 = 4,25 4,25 09 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 tê redução (32x25) saída lateral L total 3,1 7,35 10 Vazão Q = 0,80 L/s Ju = 0,3 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,3 x 7,35 2,20 10 Comprimento do trecho R DN 25 = 1,85 + 3,00 4,85 11 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 joelho 90º 01 joelho 90º 01 registro de gaveta 01 joelho de 90º 01 Tê passagem direta 01 joelho 90º L total 1,5 0,55 1,5 0,3 1,5 0,9 1,5 12,05 Vazão Q = 0,25 L/s Ju = 0,055 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,055 x 12,05 10 Pressão necessária 0,50 11 Pressão disponível Pressão estática 3,20 Tabela 14: Determinação da pressão disponível na torneira. 2.3.1.3. Verificação da pressão no chuveiro (banheiro ao fundo) Inicialmente, devemos determinar o pesos dos trechos e suas respectivas vazões. Coluna Trecho Peso Vazão de projeto (L/s) Ф min (mm) 04, 05 e 06 A - Barrilete 1,55 0,90 25 05 e 06 C – Lavatório + Vaso sanitário + Chuveiro 0,85 0,65 25 06 G – Chuveiro 0,40 0,20 20 Tabela 15: Trechos e suas respectivas vazões. Será verificada a pressão disponível no chuveiro que é alimentado pelo reservatório 04. Determinação da pressão disponível Pressão disponível Ponto: Chuveiro m mca 01 Altura geométrica – Pe 2,30 02 Comprimento do trecho A DN 50 = 0,50+0,25 0,75 03 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 saída de reservatório 01 joelho 90º 01 joelho 90º 01 registro de gaveta L total 3,3 0,18 3,4 3,4 0,8 11,65 Vazão Q = 0,90 L/s Ju = 0,015 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,015 x 11,65 04 Comprimento do trecho C DN 40 = 0,05 0,05 05 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 11 01 tê passagem direta L total 2,3 2,35 0,07 Vazão Q = 0,65 L/s Ju = 0,028 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,028 x 2,35 06 Comprimento do trecho E DN 25 = 1,00 + 3,15 4,15 07 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 tê saída lateral 01 joelho 90º 01 registro de gaveta 01 joelho 90º Registro de pressão 01 joelho de 90º 01 joelho de 90º L total 3,1 0,99 1,5 0,3 1,5 15,0 1,5 1,5 28,55 Vazão Q = 0,20 L/s Ju = 0,035 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,035 x 28,55 08 Pressão necessária 1,00 09 Pressão disponível Pressão estática 1,06 Tabela 16: Determinação da pressão disponível no chuveiro. Assim, os diâmetros da tubulação que é abastecida pelo reservatório 04 tiveram de ser modificadas para uma boa pressão. Portanto, os diâmetros a serem instalados em cada trecho da instalação de água fria serão: RESERVATÓRIO 01 Coluna Trecho Ф adotado (mm) 01, 02 e 03 A - Barrilete 50 02 e 03 B - Barrilete 50 03 C - Barrilete 32 01 D – Chuveiro + Lavatório+ Banheira 25 01 E - Chuveiro 25 01 F - Lavatório + Banheira 25 01 G - Lavatório 25 01 H - Banheira 25 02 I – Chuveiro + 2 Lavatórios 25 02 J - Chuveiro 25 02 L - 2 Lavatórios 25 02 M e N - Lavatório 25 03 O - 1 torneira (pia da cozinha) 25 03 P - 2 torneiras (tanque) + Lavadora 25 03 Q - 1 torneira (tanque) + Lavadora 25 03 R – 1 torneira 25 RESERVATÓRIO 04 12 Coluna Trecho Ф adotado (mm) 04, 05 e 06 A - Barrilete 50 04 B – Torneira de cozinha 25 05 e 06 C – Lavatório + Vaso sanitário + Chuveiro 40 05 D – Lavatório + Vaso sanitário 25 05 E – Lavatório 25 05 F – Vaso sanitário (caixa de descarga) 25 06 G – Chuveiro 25 Tabela 17: Trechos e seus respectivos diâmetros adotados. 13 3. INSTALAÇÕES DE ÁGUA DE REUSO 3.1. Dimensionamento do reservatório 02 O reservatório 02 deverá ser enterrado e armazenar água para reuso, onde será reaproveitada a mesma dos lavatórios e no final reutilizada nas descargas dos vasos sanitários. Para o dimensionamento é preciso seguir duas etapas; I) Vazão diária necessária para as descargas; Estimando que uma pessoa diariamente utilize a descarga 07 vezes, e a população de projeto são 06 pessoas teremos a estimativa de 42 acionamentos da descarga diariamente. No mesmo projeto, as descargas serão acopladas e suas capacidades serão de 06 litros, ou seja, a cada acionamento serão utilizados 6 litros de água. II) Consumo de água nos lavabos Após verificar a vazão necessária para atender as descargas verificamos o consumo nos lavabos. A tabela abaixo apresenta uma estimativa do consumo diário, considerando atividades como escovar os dentes, lavar as mãos, lavar o rosto, barbear e outros. Vazão (L/s) Tempo aberto (s) Quantidade de pessoas Consumo por pessoa Consumo total 0,15 120 06 18 108 Tabela 18: Consumo de água nos lavatórios. Observações: Estes dados são apenas uma estimativa para um dimensionamento mais preciso do reservatório. Sendo assim, para que o reservatório possa atender normalmente a população, o reservatório deverá ter uma capacidade mínima de 500 litros. Capacidade (litros) Dimensões (cm) A B C 500 65 60 116 Tabela 19: Dimensões do reservatório 02. 14 3.2. Dimensionamento do reservatório 03 O reservatório 03 será instalado sobre o banheiro social do 2º pavimento, o mesmo receberá a água bombeada pelo reservatório 02. O reservatório abastecerá apenas os 03 vasos sanitários da residência. Sendo assim, este reservatório teoricamente deve possuir o mesmo, ou um volume inferior em relação ao reservatório 02. Portanto, o reservatório 03 possuíra o mesmo volume que o reservatório 02, de 500 litros. Capacidade (litros) Dimensões (mm) D1 D2 H1 H2 500 1212,0 978,3 729,2 583,6 Tabela 20: Dimensões do reservatório 03. 3.3. Dimensionamento da rede predial de distribuição Para o presente projeto, será instalado o total de 03 colunas que serão abastecidas pelo reservatório 03, que alimentarão vasos sanitários com caixa acoplada. A tabela abaixo apresenta os reservatórios, suas colunas e as peças de cada uma: Reservatório Coluna Peça 03 RE 01 01 Vaso sanitário 03 RE 02 01 Vaso sanitário 03 RE 03 01 Vaso sanitário Tabela 21: Especificação das colunas. Logo a tabela abaixo apresenta as colunas com o peso calculado para cada trecho do reservatório 03: 15 Coluna Trecho Peso Vazão de projeto (L/s) Ф min (mm) 01, 02 e 03 A - Barrilete 0,45 0,90 25 01 B – Vaso sanitário (caixa de descarga) 0,15 0,30 20 02 C – 2 Vasos sanitários (caixa de descarga) 0,30 0,60 25 03 D e E – Vaso sanitário (caixa de descarga) 0,15 0,30 20 Tabela 22: Colunas e seus respectivos trechos do reservatório 03. 3.3.1. Verificação da pressão disponível Será verificada a pressão disponível no vaso sanitário do banheiro (suíte) e do lavatório. Verificação da pressão no vaso sanitário (suíte) Inicialmente, devemos determinar o peso dos trechos e suas respectivas vazões (Tabela 20). Analisando o Ábaco de Flamant observa-se que a vazão de 0,90 L/s é muito grande em relação ao diâmetro de 25 mm para se conseguir a pressão necessária. Assim, começa-se a calcular a pressão disponível com o diâmetro de 32 mm. Determinação da pressão disponível Pressão disponível Ponto: Vaso sanitário m mca 01 Altura geométrica – Pe 2,80 02 Comprimento do trecho A DN 32 = 0,45 + 1,00 1,45 03 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 saída de reservatório 01 joelho 90º 01 joelho 90º 01 registro de gaveta L total 1,4 1,09 2,0 2,0 0,4 7,25 Vazão Q = 0,90 L/s Ju = 0,15 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,15 x 7,25 04 Comprimento do trecho C DN 25 = 0,15 0,15 05 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 tê passagem direta Luva de redução (32x25) L total 0,9 1,05 0,28 Vazão Q = 0,60 L/s Ju = 0,26 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,26 x 1,05 06 Comprimento do trecho D DN 25 = 0,20 + 1,90 2,10 07 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 tê saída lateral 01 joelho 90º 01 registro gaveta 01 joelho 90º 3,1 1,5 0,3 1,5 16 L total 8,50 0,68 Vazão Q = 0,30 L/s Ju = 0,08 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,08 x 8,50 08 Pressão necessária 0,50 09 Pressão disponível Pressão estática 0,75 Tabela 23: Determinação da pressão disponível no vaso sanitário. Conclui-se que para um bom funcionamento do vaso sanitário do banheiro social deve-se aumentar o diâmetro do trecho A de 25 mm para 32 mm. Verificação da pressão no vaso sanitário (Lavatório) Logo, deve-se determinar o peso dos trechos e suas respectivas vazões (Tabela 20). Determinação da pressão disponível Pressão disponível Ponto: Vaso sanitário m mca 01 Altura geométrica – Pe 5,86 02 Comprimento do trecho A DN 32 = 0,45 + 1,00 1,45 03 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 saída de reservatório 01 joelho 90º 01 joelho 90º 01 registro de gaveta L total 1,3 0,90 1,5 1,5 0,3 6,05 Vazão Q = 0,90 L/s Ju = 0,15 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,15 x 6,05 04 Comprimento do trecho C DN 25 = 0,15 0,15 05 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 tê 90º passagem direta Redução (32x25) L total 0,9 1,05 0,28 Vazão Q = 0,60 L/s Ju = 0,26 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,26 x 1,05 06 Comprimento do trecho E DN 25 = 0,55 + 5,21 5,76 07 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 tê redução 90º passagem direta 01 joelho 90º 01 registro gaveta 01 joelho 90º L total 3,1 0,98 1,5 0,3 1,5 12,16 Vazão Q = 0,30 L/s Ju = 0,08 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,08 x 12,16 17 08 Pressão necessária 0,50 09 Pressão disponível Pressão estática 3,70 Tabela 24: Determinação da pressão disponível no vaso sanitário. Portanto, os diâmetros a serem instalados em cada trecho da instalação de água fria serão: Coluna Trecho Ф min (mm) 01, 02 e 03 A - Barrilete 32 01 B – Vaso sanitário (caixa de descarga) 25 02 C – 2 Vasos sanitários (caixa de descarga) 25 03 D e E – Vasosanitário (caixa de descarga) 25 Tabela 25: Trechos e seus respectivos diâmetros adotados. 18 4. INSTALAÇÕES DE ÁGUA QUENTE O aquecimento de água do presente projeto será realizado pelo sistema, central privada, onde o sistema alimenta vários aparelhos de uma só unidade, a residência. 4.1. Dimensionamento do reservatório Para se conseguir a quantidade de calor necessária ao aquecimento da água será utilizada a energia solar, com o emprego dos aquecedores solares. A tabela abaixo apresenta a estimativa de consumo de água quente em diversos edifícios: Prédio Consumo litros/dia Alojamento provisório de obra 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 lavanderia) 36 por hospede Hospital 125 por leito Restaurantes e similares 12 por refeição Lavanderia 15 por kg de roupa seca Tabela 26: Estimativa de consumo de água quente. Para o este projeto, consideramos o consumo médio de 100 litros/dia por pessoa, assim considerando a população do edifício que é de 06 pessoas consumo diário será em torno de 600 litros. Desta forma deverá ser instalado um reservatório térmico (boiler) com capacidade de 600 litros. Este reservatório deverá ser instalado com altura inferior de 20,0 cm em relação ao reservatório 01 (água fria), ao seu lado. Também deverá se situar com altura igual ou maior a 30 cm em relação ao coletor solar. Os coletores solares devem ser instalados segundo um plano inclinado e orientados em direção ao norte. É recomendável que o ângulo de inclinação seja igual ao valor da latitude do local da instalação aumentado de 10º. A posição do coletor irá, desta maneira, proporcionar um bom rendimento ao sistema durante o ano todo, inclusive no período de inverno, quando o sol faz uma trajetória mais inclinada. Sabendo que a Latitude da edificação é de 21º, a inclinação recomendada para o coletor é de 31º. Considerando que o reservatório térmico terá capacidade de 600 litros e sabendo que se necessita de 1 m² de para cada 60 litros de água, os coletores devem ocupar uma área igual ou maior de 10 m². 19 4.2. Dimensionamento da rede predial de distribuição Para o presente projeto, será instalado o total de 03 colunas de água quente que alimentarão toda a residência. A tabela abaixo apresenta as peças que receberão água quente: Coluna Peças 01 01 chuveiro 01 01 Lavatório 02 01 Chuveiro 02 01 Lavatório 03 01 Torneira (pia da cozinha) Tabela 27 – Colunas de água quente e peças. Assim, utilizando a tabela 8, devemos calcular a perda de carga e realizar um pré- dimensionamento das tubulações. A tabela abaixo apresenta as colunas com o peso calculado para cada trecho abastecidos por água quente: Coluna Trecho Peso Vazão de projeto (L/s) Ф min (mm) Todas A - Barrilete 2,10 0,95 25 01 B – Chuveiro + Chuveiro + Torneira 1,50 0,65 25 02 e 3 C – Chuveiro + Torneira (cozinha) 1,10 0,45 20 02 D – Chuveiro 0,40 0,20 20 03 E – Torneira (cozinha) 0,70 0,25 20 04 e 05 F – Lavatório + Lavatório 0,60 0,30 20 04 G - Lavatório 0,30 0,15 20 05 H - Lavatório 0,30 0,15 20 Tabela 28 – Colunas e seus respectivos trechos do reservatório de água quente. 4.2.2. Verificação da pressão disponível Será verificada a pressão disponível no chuveiro do banheiro social e na torneira da pia da cozinha. Verificação da pressão no chuveiro (Banheiro social) Dificilmente os cálculos serão aprovados se o trecho A for dimensionado com o diâmetro de 25 mm e vazão de 0,95 L/s. Assim, começa-se o cálculo com o diâmetro de 40 mm: 20 Determinação da pressão disponível Pressão disponível Chuveiro m mca 01 Altura geométrica – Pe 3,04 02 Comprimento do trecho A DN 40 = 1,45 + 0,45 1,90 03 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 saída de reservatório 01 joelho 90º 01 joelho 90º 01 registro de gaveta L total 1,3 0,55 3,2 3,2 0,3 9,90 Vazão Q = 0,95 L/s Ju = 0,055 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,055 x 9,90 04 Comprimento do trecho B DN 40 = 2.78 3,35 05 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 Tê passagem lateral 01 joelho 45º 01 joelho 45º L total 7,3 0,37 1,5 1,5 13,65 Vazão Q = 0,65 L/s Ju = 0,027 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,027 x 13,65 06 Comprimento do trecho C DN 40 = 0,15 0,15 07 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 tê passagem saída lateral Redução (40x25) L total 7,3 7.45 0,12 Vazão Q = 0,45 L/s Ju = 0,15 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,015 x 7,45 08 Comprimento do trecho D DN 25 = 2,95 2,95 09 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 joelho 90º 01 registro de gaveta 01 registro de globo 01 Tê saída lateral 01 joelho 90º L total 1,5 0,74 0,3 15,0 3,1 1,5 24,35 Vazão Q = 0,20 L/s Ju = 0,03 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,03 x 24,35 10 Pressão necessária 1,00 11 Pressão disponível Pressão estática 1,26 Tabela 29: Determinação da pressão disponível no Chuveiro. Verificação da pressão na torneira (Cozinha) Assim, calculamos a pressão disponível para a torneira da cozinha: 21 Determinação da pressão disponível Pressão disponível Torneira m mca 01 Altura geométrica – Pe 7,20 02 Comprimento do trecho A DN 40 = 1,45 + 0,45 1,90 03 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 saída de reservatório 01 joelho 90º 01 joelho 90º 01 registro de gaveta L total 1,3 0,55 3,2 3,2 0,3 9,90 Vazão Q = 0,95 L/s Ju = 0,055 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,055 x 9,90 04 Comprimento do trecho B DN 40 = 2.78 3,35 05 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 Tê passagem lateral 01 joelho 45º 01 joelho 45º L total 7,3 0,37 1,5 1,5 13,65 Vazão Q = 0,65 L/s Ju = 0,027 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,027 x 13,65 06 Comprimento do trecho C DN 40 = 0,15 0,15 07 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 tê passagem saída lateral Redução (40x25) L total 7,3 7.45 0,12 Vazão Q = 0,45 L/s Ju = 0,15 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,015 x 7,45 08 Comprimento do trecho E DN 25 = 2,05 + 5,05 7,10 09 Comprimentos equivalentes Tabela perdas de cargas localizadas 01 joelho 45º 01 joelho 45º 01 joelho 90º 01 registro de gaveta 01 tê 90º saída lateral L total 0,70 0,81 0,70 1,50 0,30 3,10 13,40 Vazão Q = 0,25 L/s Ju = 0,06 Perda de carga no trecho Ábaco de Flamant m/m 0,06 x 13,40 10 Pressão necessária 0,50 11 Pressão disponível Pressão estática 5,35 Tabela 30: Determinação da pressão disponível na torneira. 22 Constatou-se assim, a necessidade de aumentar o diâmetro no trecho A e B (barrilete) de 25 mm para no mínimo 40 mm. Para os demais trechos o diâmetro mínimo para as tubulações é de 25 mm. Como a tubulação utilizada será da linha Aquaterm, os diâmetros mínimos não existem,sendo assim necessário instalar a tubulação com um diâmetro superior ao mínimo. Coluna Trecho Ф min (mm) Todas A - Barrilete 42 01 B – Chuveiro + Chuveiro + Torneira 42 02 e 3 C – Chuveiro + Torneira (cozinha) 42 02 D – Chuveiro 28 03 E – Torneira (cozinha) 28 04 e 05 F – Lavatório + Lavatório 28 04 G - Lavatório 28 05 H - Lavatório 28 Tabela 31: Trechos e seus respectivos diâmetros adotados. NOTAS: O reservatório 01 (água fria) deverá ser instalado no mínimo 2,90 m acima da laje do pavimento superior. O reservatório térmico (boiler) deverá ser instalado no mínimo 1,50 m acima da laje do pavimento superior. O reservatório 03 (água para reuso) deverá ser instalado no mínimo 0,70 m acima da laje do pavimento superior. O reservatório 04 (água fria) deverá ser instalado no mínimo 1,40 m acima da laje da área externa da residência. Os coletores solares devem ser instalados com inclinação em torno de 30º. A tubulação que sai do reservatório térmico e segue em direção as colunas AQ4 e AQ5 passam por baixo do reservatório 03 (Água para reuso). A tubulação que sai do reservatório térmico e segue em direção as colunas AQ1, AQ2 e AQ3 passam por baixo do reservatório 01 (Água fria). A tubulação que sai do reservatório 03 e segue em direção as colunas AR1, AR2 e AR3 devem passar no mínimo 0,20 m a cima da tubulação de água fria. 23 5. ESGOTO SANITÁRIO As prescrições relativas ás instalações prediais de esgotos sanitários variam em nosso país conforme as municipalidades. Todas, porém, procuram seguir fundamentalmente a norma da ABNT, NBR 8160:1999, que fixa as condições técnicas exigíveis para o projeto e a execução das referidas instalações. Alguns regulamentos acrescentam valiosos subsídios, indicando casos e circunstâncias não previstos na norma, ampliando o campo das definições e das especificações dos materiais, estabelecendo minuciosas explicações sobre a execução dos serviços e ensaios para o recebimento das instalações. Sendo assim, seguiremos a terminologia adotada na NBR 8160:1999 em ordem alfabética sobre os equipamentos que constam no projeto e serão acrescentadas as explicações necessárias. Caixa de gordura (CG). Caixa destinada a reter, na sua parte superior, as gorduras contidas no esgoto, formando camadas que devem ser removidas periodicamente, evitando que estes componentes escoem livremente pela rede, obstruindo a mesma. Caixa de inspeção (CI). Caixa destinada a permitir a inspeção, limpeza, desobstrução, junção, mudanças de declividade e/ou direção das tubulações. Caixa sifonada (CS). Caixa provida de desconector destinada a receber efluentes da instalação secundária de esgoto. Tem as mesmas características das caixas de gordura. Coluna de ventilação (CV). Tubo ventilador vertical que se prolonga através de um ou mais andares e cuja extremidade superior é aberta á atmosfera ou ligada a tubo ventilador primário ou a barrilete de ventilação. Desconector (D). Dispositivo provido de fecho hídrico destinado a vedar passagem de gases no sentido oposto ao deslocamento do esgoto. Exemplos: sifões sanitários, ralos sifonados e caixas sifonadas. Ralo sifonado (RS). Recipiente dotado de desconector, com grelha na parte superior, destinado a receber águas de lavagem de pisos ou de chuveiro. Faz parte da instalação de esgoto primário. É fabricado principalmente em ferro fundido e PVC. Ramal de descarga (RD). É a tubulação que recebe diretamente os efluentes de aparelhos sanitários. Ramal de esgoto (RE). Tubulação primária que recebe os efluentes dos ramais de descarga diretamente ou a partir de um desconector. Ramal de ventilação (RV). Tubo ventilador que interliga o desconector, ou ramal de descarga, ou ramal de esgoto de um ou mais aparelhos sanitários a uma coluna de ventilação ou a um tubo ventilador primário. Sifão (S). Desconector destinado a receber efluentes do sistema predial de esgoto sanitário. É parte integrante das instalações de esgotos primários. 24 Deve ter diâmetro mínimo de 75 mm, fecho hídrico com altura mínima de 5 cm e ser munido de bujões na parte inferior, para a necessária limpeza. Tubo de queda (TQ). Tubulação vertical que recebe efluentes de subcoletores, ramais de esgoto e ramais de descarga. Tubo de queda reuso (TQR). Tubulação vertical que recebe efluentes de lavatórios e são encaminhados para o reservatório 02, que posteriormente é reaproveitado nos vasos sanitários. Unidade Hunter de contribuição (UHC). Fator numérico que representa a contribuição considerada em função da utilização habitual de cada tipo de aparelho sanitário. Válvula da retenção de esgoto (VT). Peça em PVC que tem como objetivo evitar o retorno de esgoto para a residência. Este equipamento também evita a entrada de ratos, baratas e outras pragas. 5.1. Dimensionamento dos ramais O dimensionamento dos tubos de queda, coletores prediais, subcoletores, ramais de esgotos e ramais de descarga é estabelecido em função das Unidades Hunter de Contribuição (UHC) atribuídas aos aparelhos sanitários contribuintes. A NBR 8160:1999 fixa os valores dessas unidades para os aparelhos mais comumente usados. Os dados da Tabela 2.3 representam o número de unidades Hunter de contribuição correspondente a cada aparelho sanitário, conforme a NBR 8160:1999. Aparelho sanitário Número de UHC Diâmetro nominal do ramal de descarga DN Bacia sanitária 06 100 Banheira de residência 02 40 Bebedouro 0,5 40 Bidê 01 40 Chuveiro Residência 02 40 Coletivo 04 40 Lavatório Residência 01 40 Uso geral 02 40 Pia de cozinha residencial 03 50 Tanque de lavar roupas 03 40 Máquina de lavar roupas 03 50 Tabela 32 – Unidades Hunter de contribuição dos aparelhos sanitários Quando se emprega tubo de PVC, o diâmetro mínimo é de 40 mm, e, se o material for de ferro fundido, é de 50 mm. Para os aparelhos não relacionados na Tabela 32, devem ser estimadas as UHC correspondentes, sendo o dimensionamento feito com os valores indicados na Tabela 33. 25 Diâmetro nominal do ramal de descarga DN Número de UHC 40 02 50 03 75 05 100 06 Tabela 33 – UHC para aparelhos não relacionados na Tabela 32 A tabela abaixo é utilizada para o dimensionamento de tubulações onde é encontrado mais de uma peça. Diâmetro UHC 40 03 50 06 75 20 100 160 150 620 Tabela 34 – UHC para aparelhos acumulados da Tabela 32 Assim, a tabela abaixo apresenta o dimensionamento, de UHC o diâmetro nominal mínimo e o diâmetro adotado de cada trecho do projeto. Trecho Ramal Descrição UHC DN mínimo DN adotado A1 Banheiro suíte Banheira 02 40 40 A2 Banheiro suíte Chuveiro + A1 04 40 50 A3 Banheiro suíte Vaso sanitário 06 100 100 A4 Banheiro suíte A2 + A3 10 75 100 B1 Banheiro social Chuveiro 02 40 50 B2 Banheiro social Vaso sanitário 06 100 100 B3 Banheiro social B1 + B2 08 75 100 C1 Cozinha Pia da cozinha 03 50 50 C2 Cozinha C1 + CG 03 50 75 D1 Lavanderia Tanque de lavar 03 40 50 D2 Lavanderia D1 + C2 06 50 75 E1 Banheiro ext. Lavatório 02 40 40 E2 Banheiro ext. E1 + Chuveiro 04 40 50 E3 Banheiro ext. Vaso sanitário 06 100 100 E4 Banheiro ext. E2 + E3 10 75 100 X Esgoto A3+B3+C2+D2+E4 37 100 100 Tabela 35 – Dimensionamento das tubulações do projeto O Trecho X corresponde ao trecho final, onde a tubulação já encaminha para a rua. 26 5.2. Ventilação A tabela abaixo apresenta Diâmetro nominal de ramal de descarga (DN) Distância máxima (m) 40 1,00 50 1,20 75 1,80100 2,40 Tabela 36 – Distância máxima L de um desconector ao tubo ventilador Seguindo a Tabela acima determinamos que a tubulação de ventilação deverá ser de 50 mm. NOTAS: Os tubos de queda 01 e 02 deverão ser instalados com distância entre os mesmos de 35 cm. Os encanamentos dos lavatórios deverão ser instalados separadamente do esgoto, onde os mesmos deverão seguir para o reservatório 02 que será destinado ao uso dos vãos sanitários. A tubulação dos efluentes dos lavatórios deverão passar acima dos tubos de queda 01 e 02 e seguir em direção ao reservatório 02. A instalação da tampa em ferro fundido da caixa de inspeção 02 deve ser seguida conforme projeto, sendo obrigatória a instalação da camada de borracha no contorno da caixa para evitar a saída de odores provenientes da mesma. As saídas de esgoto das pias de cozinha deverão estar 0,60 m acima do nível do piso. A saída de esgoto na lavanderia destinada ao tanque de lavar roupas e a máquina de lavar roupas deverá estar 0,50m acima do nível do piso. As saídas de esgoto dos lavatórios deverão estar 0,50m acima do nível do piso. A extremidade aberta dos tubos de ventilação deverá situar-se no mínimo há 0,30 m acima da cobertura. Deverá ser instalada uma cruzeta 50 mm soldável na saída de esgoto da lavanderia destinada ao tanque de lavar roupas e a máquina de lavar roupas, conectando um sifão em cada saída. Deverá ser instalados sifões em todos os lavatórios, pia das cozinhas, no tanque de lavar roupas e na máquina de lavar roupas. 27 6. BOMBA HIDRÁULICA Para o correto dimensionamento, é necessário inicialmente observar alguns pontos: Reservatório: 0,5 m³ Tempo de Trabalho: 1 hora/dia Vazão: 0,5 m³/h Tubulação: PVC 6.1. Determinando os componentes do sistema de recalque e sucção. Sucção: Comprimento= 1 m; 01 válvula de pé com crivos, 01 curva de 90; 01 redução. Recalque: Comprimento= 12 m; 01 ampliação; 05 curva de 90; 01 válvula de gaveta; 01 válvula de retenção; 6.2. Determinando o diâmetro da sucção e recalque: Temos os seguintes dados: Q (vazão)= 0,5 m³/h V (velocidade) = 1,5m³/s Foi adotado, velocidade de escoamento para a tubulação de 1,5m/s para o dimensionamento da tubulação. Assim, para o cálculo dos diâmetros é necessário aplicar os dados na seguinte fórmula: 𝑄 = 𝑉 ∙ 𝐴 Q = vazão (m³/s) V = velocidade (m³/s) A = área da tubulação (mm) Sabendo que; 𝐴 = 𝜋 ∙ 𝐷2 4 28 Temos: 𝑄 = 𝑉 ∙ ( 𝜋 ∙ 𝐷2 4 ) → 1,4 ∙ 10−4 = 1,5 ∙ ( 𝜋 ∙ 𝐷2 4 ) → 𝐷 = 0,011 𝑚 𝐷 = 1,1 𝑚𝑚 Sabendo que comercialmente não existe tubulação de 1,1 mm e é inviável colocar uma tubulação tão pequena, então será utilizada tubulação de 50 mm e 40 mm. 6.3. Determinando a perda de carga no recalque e na sucção Podemos calcular a perda de carga localizada com a seguinte Fórmula: 𝐻𝑓 = ( 𝐾 ∙ 𝑣2 2 ∙ 𝑔 ) Onde: Hf = perda da carga (m) K = coeficiente do obstáculo V = velocidade do escoamento (m/s) g = aceleração da gravidade (m/s²) - Adotado 9,81m/s² Assim, após aplicar a fórmula acima em todas as conexões encontramos as seguintes tabelas para sucção e recalque: Conexão Quantidade K V (m/s) Hf (m) HfT (m) Válvula de pé com crivo 01 2,00 1,5 0,135 0,135 Curva de 90º 01 0,40 1,5 0,046 0,046 Redução 01 0,15 1,5 0,006 0,006 ∑hf 0,187 Tabela 37 – Perda de carga para a sucção Conexão Quantidade K V (m/s) Hf (m) HfT (m) Ampliação 01 0,30 1,5 0,035 0,035 Válvula de retenção 01 2,50 1,5 0,287 0,287 Válvula de gaveta 01 0,20 1,5 0,023 0,023 Curva de 90º 05 0,40 1,5 0,046 0,230 Curva de 45º 02 0,20 1,5 0,023 0,046 ∑hf 0,598 Tabela 38 – Perda de carga para o recalque Para o cálculo da perda de carga contínua utilizaremos a seguinte equação: 29 𝐻𝑓 = 10,643 ∙ 𝐿 𝐷4,87 ( 𝑄 𝐶 )1,852 Onde: L= Comprimento da tubulação (m) D= Diâmetro da tubulação (m) Q= Vazão (m³/s) C= coeficiente de atrito da tubulação Assim aplicando a equação acima para a sucção e o recalque encontramos a perda de carga contínua para cada fase do sistema. Portanto somando a perda de carga contínua e localizada, a perda de carga na sucção e no recalque é respectivamente 0,0003 m e 0,003 m. No total, a perda de carga na sucção e no recalque resulta em: Sucção: 0,2 m Recalque: 0,6 m 6.4 Determinando a altura manométrica Assim, calcula-se a Altura manométrica total com a seguinte fórmula: 𝐻𝑚𝑎𝑛 = 𝐻𝑓𝑠 + 𝐻𝑓𝑟 + ∆𝑧 Onde: Hfs = Perda de carga na sucção (m) Hfr = Perda de carga no recalque (m) ∆𝑧 = Desnível geométrico (m) Assim: Hman = 0,2 + 0,6 + 9 → Hman =9,8m 6.4. Determinando a bomba á instalar Para esse projeto foi analisado o catálogo da KSB Brasil, bombas hidráulicas 60Hz – 3500 e 1750 rpm. Sabendo que: Hman= 9,8m Q= 0,00014 m³/s A bomba indicada para instalação a bomba BC-91 S/T, modelo 77525 da marca Schneider Bombas. 30 6.5. Calculando a potência do motor: Utiliza-se a equação abaixo: 𝑃𝑜𝑡 = 𝑄 ∙ 𝐻𝑚𝑎𝑛 270 ∙ 𝑛𝑏 ∙ 𝑛𝑚 Onde: nb = rendimento da bomba nm= rendimento do motor Assim: 𝑃𝑜𝑡 = 0,5 ∙ 9,8 2,70 ∙ 0,50 ∙ 0,90 𝑃𝑜𝑡 = 4,04 𝑐𝑣 Como não existe um motor comercial de 4,04 cv então para essa situação deverá ser instalado um motor de 5 cv. Assim adota-se: Tarifa média: R$0,50 kW/h Demanda: 0,736kw/cv = 3,68 kW/h Tempo de funcionamento: 1h/dia Assim o consumo com energia elétrica anual será de: 01 x 365 = 365h/ano de funcionamento 3,68 kW/h x 365h x R$0,50 = R$671,60 Portanto, se utilizada bomba BC-91 S/T, modelo 77525 será gasto anualmente em energia elétrica em torno de R$671,60. NOTAS: O cliente poderá utilizar também motor á diesel, sendo de sua preferência. É recomendado instalar uma proteção para a bomba e para o motor contra intempéries, podendo ser instalada com material acústico. 31 7. ÁGUA PLUVIAL O projeto será realizado seguindo a NBR 10844:1989 da ABNT – Instalações Prediais de Águas Pluviais. 6.1. Estimativa da precipitação pluvial Com base em dados pluviométricos locais, procura-se conhecer as chamadas chuvas críticas, isto é, as de pequena duração, mas de grande intensidade. A experiência tem mostrado que, normalmente, as chuvas de curta duração são de grande intensidade e, ao contrário, as chuvas prolongadas são de menor intensidade. Como ralos, calhas e condutores recebem essa precipitação, devem ser dimensionados para as chuvas intensas, de modo que, integralmente e em espaço de tempo muito pequeno, ás águas sejam drenadas, evitando que ocorram alagamentos, transbordamentos e infiltrações. A precipitação é expressa por sua intensidade, a qual é medida em milímetros de altura d’ água por hora. Para o projeto será considerado: O período de retorno foi fixado seguindo as características da área a ser drenada sendo assim T = 25 anos A duração de precipitação foi fixada em t = 5min. No cálculo da área de contribuição, considerou-se os incrementos devidos á inclinação da cobertura e as paredes que interceptem água de chuva que também deva ser drenada pela cobertura. Seguindo NBR 10844:1989, considerou-se l = 150 mm/h para construção até 100 m² de área de projeção horizontal. 6.2. Área de contribuição (AC) Para determinar a área de contribuição de cada água, deve-se chegar nos seguintes resultados, seguindo a NBR 10844:1989 – Figura 2: Superfície plana (platibandas); Superfície inclinada; Superfície plana vertical (paredes); Os resultados de cada água (caída) encontram-se na tabela abaixo: 32 Água Local Área de contribuição (m²) Superfície plana Superfície Inclinada Plano vertical Total 01 Residência 4,00 52,32 10,00 66,32 02 Residência 2,00 25,40 5,50 32,90 03 Residência 4,55 17,68 - 22,23 04 Garagem - 25,80 17,40 43,20 05 Lavanderia - 09,67 13,35 23,02 06 Lazer - 26,65 - 26,65 Tabela 39 – Contribuição dos telhados 6.3. Vazão de projeto (Q) Assim, determinado as áreas de contribuição de cada água (caída) temos que encontrar a vazão de projeto para o perfeito dimensionamento das calhas e condutores. Seguindo a NBR 10844:1989 a vazão de projeto deve ser calculada pela fórmula: Q = I ∙ A 60 Onde: Q = Vazão de projeto (L/min) I = Intensidade pluviométrica (mm/h) A = Área de contribuição (m²) Portanto, sabendo que a intensidade pluviométrica (I) é de 150 mm/h, e aplicando a equação acima para todas as águas do projeto determinamos como a vazão inicial: Água Local Área de contribuição Total (m²) I (mm/h) Q (L/min) 01 Residência 66,32 150 165,80 02 Residência 32,90 150 82,25 03 Residência 22,23 150 55,58 04 Garagem 43,20 150 108,00 05 Lavanderia 23,02 150 57,55 06 Lazer 26,65 150 66,63 Tabela 40 – Vazão de projeto inicial Segundo a NBR 10844:1989, em calhas de beiral ou platibandas, quando a saída estiver a menos de 4 metros de uma mudança de direção, a vazão de projeto deve ser multiplicada pelos coeficientes da Tabela 39. Tipo de curva Curva a menos de 2 m da saída da calha Curva entre 2 m a 4 m da saída da calha Canto reto 1,2 1,1 Canto arredondado 1,1 1,05 Tabela 41 – Coeficientes multiplicativos da vazão de projeto 33 Sabendo que todos os condutores dos telhados deverão possuir uma mudança de direção antes de 2 metros de sua saída, temos como coeficiente multiplicativo 1,1. Assim, a tabela abaixo apresenta a vazão de projeto final. Água Local Q inicial (L/min) Q projeto (L/min) 01 Residência 165,80 182,39 02 Residência 82,25 90,48 03 Residência 55,58 61,14 04 Garagem 108,00 118,8 05 Lavanderia 57,55 63,31 06 Lazer 66,63 73,30 Tabela 42 – Vazão de projeto final 6.4. Dimensionamento das calhas Seguindo a NBR 10844:1989 - Tabela 2 e considerando que todas as calhas do projeto são fabricadas em aço, usamos o coeficiente de rugosidade n = 0,011 para alguns valores de declividade. Assim pode-se consultar a NBR 10844:1989 - Tabela 3 que fornece as capacidades de calhas semicirculares. Estes valores foram calculados utilizando a fórmula de Manning-Strickler, com lâmina de água igual à metade do diâmetro interno. Diâmetro interno (mm) Vazão (L/min) Declividades 0,5% 1% 2% 100 130 183 256 125 236 333 466 150 384 541 757 200 829 1167 1634 Tabela 43 – Capacidade de calhas semicirculares Sendo assim, temos como dimensionamento das calhas a Tabela abaixo. Água Local Vazão (L/min) Declividade adotada Diâmetro mínimo (mm) Diâmetro adotado (mm) 01 Residência 182,39 1% 100 100 02 Residência 90,48 1% 100 100 03 Residência 61,14 1% 100 100 04 Garagem 118,8 0,5% 100 100 05 Lavanderia 63,31 0,5% 100 100 06 Lazer 73,30 0,5% 100 100 Tabela 44 – Diâmetro adotado para as calhas 34 6.5. Dimensionamento de condutores 6.5.1. Condutores verticais: O diâmetro interno mínimo dos condutores verticais da seção circular é 70 mm. Como os condutores são verticais, seu dimensionamento não pode ser feito pelas fórmulas do escoamento em canal. A NBR 10844:1989 apresenta ábacos específicos para o dimensionamento dos condutores verticais a partir de alguns dados. Porém o dimensionamento dos condutores verticais também pode ser feito com emprego da tabela 43 que fornece o diâmetro do condutor e o valor máximo da área de telhado drenada pelo tubo. Diâmetro (mm) Capacidade de vazão (L/s) Área de telhado (m²) Chuva 150 mm/h Chuva 180 mm/h 50 0,57 14 17 75 1,76 42 53 100 3,78 90 114 125 7,00 167 212 150 11,53 275 348 200 25,18 600 760 Tabela 45 - Adaptado de BOTELHO & RIBEIRO Jr. (1998). Assim, a tabela abaixo indica a vazão de projeto (L/s), a Área de contribuição (m²) apresentando o diâmetro adotado e a quantidade de condutores. Água Local Vazão (L/s) ÁC (m²) Diâmetro adotado (mm) Quantidade 01 Residência 3,04 66,32 75 02 02 Residência 1,51 32,90 75 01 03 Residência 1,02 22,23 75 01 04 Garagem 1,99 43,20 100 01 05 Lavanderia 1,06 23,02 75 01 06 Lazer 1,23 26,65 75 01 Tabela 46 – Dimensionamento dos condutores verticais. 6.5.2. Condutores horizontais: Para o dimensionamento dos condutores horizontais do projeto seguiu-se alguns parâmetros encontrados na NBR 10844:1989: Nas tubulações enterradas, devem ser previstas caixas de areia sempre que houver conexões com outra tubulação, mudança de declividade, mudança de direção e ainda a cada trecho de 20m nos percursos retilíneos. A ligação entre os condutores verticais e horizontais é sempre feita por curva de raio longa, com inspeção ou caixa de areia, estando o condutor horizontal aparente ou enterrado. 35 A tabela abaixo apresenta as vazões para tubos de diâmetros diferentes com o material utilizado no projeto. Diâmetro interno (D) mm n=0,011 0,5% 1% 2% 4% 50 32 45 64 90 75 95 133 188 267 100 204 287 405 575 125 370 521 735 1040 150 602 847 1190 1690 200 1300 1820 2570 3650 250 2350 3310 4660 6620 300 3820 5380 7590 10800 Tabela 47 – Capacidade de condutores horizontais de seção circular (Vazões em L/min). Analisando o terreno, determinamos os condutores horizontais apresentados na tabela abaixo: Queda Área (m²) Vazão (L/min) Declividade (%) Diâmetro mínimo (mm) Diâmetro adotado (mm) (01+02)/2 92.58 115,74 0,5 75 100 03 41,50 103,75 0,5 100 100 Tabela 48 – Condutores horizontais que recebem água do terreno. Analizando os condutores horizontais que recebem água do telhado, temos que: Queda Vazão (L/min) Declividade (%) Diâmetro mínimo (mm) Diâmetro adotado (mm) 01 182,39 0,5% 100 100 02 90,48 0,5% 50 100 03 61,14 0,5% 75 100 04 118,8 0,5% 100 100 05 63,31 0,5% 75 100 06 73,30 0,5% 75 100 Tabela 49 – Condutores horizontais que recebem água do telhado. Finalizando, devemos dimensionar os condutores horizontais instalados entre as caixas. Inicialmente, verificamos a vazão que resulta em cada caixa. Caixa 01: 270,74 L/min Caixa 02: 480,75 L/min Caixa 03: 330,67 L/min A tabela abaixo determina o diâmetro nominal destes condutores. Caixa Vazão (L/min) Declividade (%) Diâmetro mínimo (mm) Diâmetro adotado (mm) 01 p/ 02 270,74 0,5% 100 150 02 p/ rua 480,75 0,5% 125 150 03 p/ rua 330,67 0,5% 100 150 Tabela 50 – Condutores horizontais instalados entre as caixas. 36 NOTAS: Na Residência (queda 01) foram projetados 02 condutores verticais de 75 mm para que o fluxo seja realizado com mais segurança pelo fato de ser escondido. A instalação dos condutores deve ser seguida corretamente sendo proibidas alterações sem consultar o projetista. É obrigatória a instalação de curvas longas 90º nos encontros de todos os condutores verticais com os condutores horizontais. 37 7. BIBLIOGRAFIA: Normas ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS(ABNT). NBR 5626:1998 - Instalação predial de água fria. NBR 7198:1993 - Projeto e execução de instalações prediais de água quente. NBR 10844:1989 - Instalações prediais de aguas pluviais Livro MACINTYRE, A. J. Instalações hidráulicas prediais e industriais. Rio de Janeiro. LTC. 4ª edição, 2013. Catálogo Reservatórios – Tigre Páginas da Internet >http://g1.globo.com/bemestar/noticia/2012/05/fazer-xixi-mais-de-oito-vezes-por-dia- pode-ser-sinal-de-bexiga-hiperativa.html< acessado em 16 de agosto de 2014. >http://dgi.unifesp.br/ecounifesp/index.php?option=com_content&view=article&id=12 &Itemid=16< acessado em 23 de agosto de 2014. >http://www.fortlev.com.br/produto/60/tanque-fortlev-premium< acessado em 23 de agosto de 2014. >http://www.fortlev.com.br/midia/doc/suporte_20100415114547.pdf< acessado em 24 de agosto de 2014. >http://www.riosolaquecedorsolar.com.br/produto.php?id=Reservatorio-Termico- 2012-09-19< acessado em 06 de setembro de 2014 >http://aquecimentosolardeagua.xpg.uol.com.br/< acessado em 07 de setembro de 2014 >http://www.soletrol.com.br/noticias/agua_e_sol/10/pg02.php< acessado em 07 de setembro de 2014. >http://www.schneider.ind.br/produtos.php?id=8&ctg=2< acessado em 22 de novembro de 2014 3, 32 4, 93 3, 00 Sala ?????????? Hall Cozinha Lavabo 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 Varanda B an ho ? ? ? ? ? ? ? 3, 10 1, 20 3, 75 4, 20 1,205,656,60 14,00 3,30 1,823,963,97 11 ,6 0 8, 40 0, 40 3, 80 25 ,0 0 0, 80 x2 ,1 0 0,70x2,10 1, 00 x2 ,1 0 2, 00 x2 ,1 0 0, 60 x0 ,4 0 2,80 4, 55 0,70x2,10 1, 50 x1 ,0 0 1, 60 x2 ,1 0 1,60x2,10 1, 00 x1 ,0 0 Parede baixa h = 1,10m 0,15 0,00 0,60x0,40 0,70x2,10 ANEXO I ????????????????????? Escala 1:1251 3, 00 Quarto II Quarto I ????? M ezanino Banho Closet Banho 0, 80 x2 ,1 0 0,80x2,10 0,80x2,10 0,70x2,10 1, 50 x2 ,1 0x 1, 00 1, 50 x2 ,1 0x 1, 00 0, 60 x0 ,4 0 0, 60 x0 ,4 0 0, 60 x0 ,4 0 2, 10 1, 50 1, 20 3, 10 4, 00 4, 2 3,253,963,97 5, 36 7,81 3,21 ANEXO II Planta baixa - Pav. superior Escala 1:1252 ANEXO III ?????????????????????? Escala 1:50 3 ????????????????????????????????? 0, 30 0, 85 ANEXO IV ???????????????????????????????????????? Escala 1:50 4 ??????????????????????????? Escala. 1:5005 ANEXO V ???????????????????????????? Escala. 1:5006 ANEXO VI ????????????????????????????????? Escala. 1:5007 ANEXO VII ??????????????????? Escala. 1:5008 ANEXO VIII ?????????????????? Escala. 1:5009 ANEXO IX 10 11 12 13 ???????????????????????????????? CG - CAIXA DE GORDURA EM PVC CS - CAIXA SIFONADA EM PVC RS - RALO SIFONADO EM PVC LEGENDA ?????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????????????? ??????????????????? ????????????????????????????????? 14 0, 60 BACIA COM CAIXA ACOPLADA ????????????????????????????????? ??????????????? ??????????????? 16 15 ?????????? ?????????? ?????????? ?????????? ?????????? ?????????? 01 02 0304 05 06 ??????????? ??????????? ??????????? ??????????? ??????????? ??????????? PVC 100 PVC 100CX 1 CX 2 PVC 100 P V C 1 50 CX 2PVC 100 P V C 1 50 P V C 1 50 17 i= 0,5% ??????????? i= 0,5% ??????? i= 0,5% ??????????? i= 0,5% ??????????? 01 02 02 03 ??????????? CX 2 CX 1 CX 3 P V C 1 50 P V C 1 50 P V C 1 50 PVC 100 P V C 1 50 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 18 H N P S H P O T Ê N C IA E IX O P O T E N C IA E J E S H A F T P O W E R R E N D IM E N T O B O M B A E F IC IE N C IA B O M B A P U M P E F F IC IE N C Y Obs.: – Curvas características conforme ISO 9906 anexo “A”. – Desempeño hidráulico de acuerdo a la ISO 9906 anexo “A”. – Hydraulic performance according to ISO 9906 annex-A. Revisão 03 - Março/2013 1/4 cv1/6 cv 1/3 cv 1 1/4” 1” B - M on oe stá gio H N P S H P O T ÊN CI A E IX O P O T E N C IA E JE S H A F T P O W E R R E N D IM E N T O B O M B A E F IC IE N C IA B O M B A P U M P E F F IC IE N C Y Obs.: – Curvas características conforme ISO 9906 anexo “A”. – Desempeño hidráulico de acuerdo a la ISO 9906 anexo “A”. – Hydraulic performance according to ISO 9906 annex-A. Revisão 02 - Junho/2012 1/2 cv 3/4 cv 1 cv B - M on oe stá gio
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