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INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUAS PLUVIAIS Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 001 Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 002 Águas Pluviais: Introdução As instalações prediais de águas pluviais tem por finalidade captar e possibilitar o escoamento rápido e seguro das águas das chuvas e pode ser divida em três partes básicas: 1 – calhas e canaletas; 2 – Condutores verticais tubos de quedas exclusivos para águas pluviais; Estes tubos verticais são identificados pela sigla AP 3 – Rede coletora Condutores horizontais e Caixa de inspeção e de Areia (CI e CA); CI e/ou CA CI e/ou CA Condutor horizontal de AP Condutor vertical de AP Calha Coletor público 1 2 2 1 3 3 3 Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 003 Águas Pluviais: Introdução Segundo a NBR 10844 (ABNT,1989) A instalação de esgotamento de águas pluviais em prédios de qualquer porte, pátios e áreas limitadas (pequenas áreas) pode abranger dois casos: 1 - Rede predial de águas pluviais em cota superior à do coletor público ou da sarjeta, e neste caso, por gravidade, as águas são conduzidas até esses locais; 2 - Rede predial de águas pluviais em cota inferior à do coletor público ou da sarjeta, e neste caso, torna-se necessário construir um poço de águas pluviais e bombear a água até uma caixa de passagem, de onde, por gravidade, possa escoar por gravidade até a galeria pública; Nesta disciplina será abordado apenas o primeiro caso; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 004 Águas Pluviais: layout típico das instalações prediais de águas pluviais AP -1 AP -2 Legenda: AP – tubo de queda de Água Pluvial; CA – caixa de areia CA Tubulação tipos A seguir são apresentados os diâmetros fornecidos por uma empresa consagrada no mercado; Tubos soldáveis PVC para esgoto: também utilizado para águas pluviais Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 005 - Matéria-prima – PVC; - Cor – branca; - DN (3 M) – 40, 50, 75, 100 e 150 mm; - DN (6 M) – 40, 50, 75, 100, 150 e 200 mm; - Juntas soldada a fria; Obs: 3 M – varas com 3 metros de comprimento; 6 M – varas com 6 metros de comprimento; ESPECIFICAÇÕES DN B (mm) D (mm) L (mm) e (mm) 40 26 50 3000 e 6000 1,2 50 42 50,7 3000 e 6000 1,6 75 48 75,5 3000 e 6000 1,7 100 55 101,6 3000 e 6000 1,8 150 73 150 3000 e 6000 2,5 200 77 200 6000 3,6 Tubulação tipos A seguir são apresentados os diâmetros fornecidos por uma empresa consagrada no mercado; Tubos soldáveis REFORÇADOS PVC para esgoto: também utilizado para águas pluviais Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 006 - Matéria-prima – PVC; - Cor – cinza; - DN (3 M) – 40, 50, 75, 100 e 150 mm; - DN (6 M) – 40, 50, 75, 100 e 150 mm; - Juntas soldada a fria; Obs: 3 M – varas com 3 metros de comprimento; 6 M – varas com 6 metros de comprimento; ESPECIFICAÇÕES DN B (mm) D (mm) L (mm) Série Reforçada e (mm) Série Normal e (mm) 40 26 50 3000 e 6000 1,8 1,2 50 42 50,7 3000 e 6000 1,8 1,6 75 48 75,5 3000 e 6000 2,0 1,7 100 55 101,6 3000 e 6000 2,5 1,8 150 73 150 3000 e 6000 3,6 2,5 - - - - - - A Linha Reforçada é ideal para a instalação do sistema de esgoto em trechos mais críticos da sua construção, como: tubos de queda e subcoletores. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 007 Águas Pluviais: Principais prescrições da NBR 10844 (ABNT, 1989) -- O sistema de esgotamento das águas pluviais deve ser completamente separado da rede de esgotos sanitários, rede de água fria e de quaisquer outras instalações prediais; -- Nas mudanças de direções ou inclinações em tubulações enterradas devem ser previstas caixas de inspeção (CI, chamada também por caixa de areia - CA ), sendo recomendado trechos retilíneos de no máximo 20 m; -- Lajes impermeabilizadas devem ter declividade mínima de 0,5%, de modo a garantir o escoamento das águas pluviais até os pontos de drenagem previstos; -- Calhas de beiral e platibanda devem ter declividade mínima de 0,5%; -- Sempre que possível, usar declividade maior que 0,5% para os condutores horizontais; -- diâmetro interno mínimo dos condutores verticais de seção circular é 75mm; . Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 008 Águas Pluviais: Fatores Meteorológicos - A NBR 10844 (ABNT,1989) estabelece: -- Duração da precipitação (t) t = 5 min; -- Período de retorno (T) número médio de anos em que, para uma mesma duração de precipitação, uma determinada intensidade pluviométrica será igualada ou ultrapassada apenas uma vez; T = 1 ano: para áreas pavimentadas onde empoçamentos possam ser tolerados; T = 5 anos: para coberturas e/ou terraço; T = 25 anos: para coberturas e áreas onde empoçamentos ou extravasamentos não possam ser tolerados. -- Intensidade de precipitação (i) deve ser de 150mm/h quando a área de projeção horizontal for menor que 100m². Se a área exceder a 100m², utilizar a tabela 5 (Chuvas Intensas no Brasil) da NBR 10844 (ABNT, 1989). Algumas cidades estão representadas na Tabela 1 apresentada a seguir; Ex: i = 120 mm/h ? ti = 0 h tf = após 1 hora de chuva 1,0 m 1,0 m 1,0 m 1,0 m 120 mm Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 009 Águas Pluviais: Fatores Meteorológicos Tabela 1: Chuvas intensas no Brasil para duração de 5 minutos. Fonte: Roberto de carvalho júnior – Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura, 6a edição, editora Blucher. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 010 Águas Pluviais: Fatores Meteorológicos Tabela 1: Chuvas intensas no Brasil para duração de 5 minutos . Fonte: Roberto de carvalho júnior – Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura, 6a edição, editora Blucher. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 011 Águas Pluviais: Fatores Meteorológicos Tabela 1: Chuvas intensas no Brasil para duração de 5 minutos. Fonte: Roberto de carvalho júnior – Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura, 6a edição, editora Blucher. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 012 Águas Pluviais: Vazão de projeto - Conhecida a intencidade pluviométrica (i) conforme indicado na tabela 1, pode-se estimar a vazão de projeto, ou seja, a vazão a ser coletada pelas calhas pela fórmula racional e que vale: Q = i x A / 60 onde: i = intensidade pluviométrica, em mm/h tabela 1 A = área de contribuição, m2 Q = Litros/minuto; A Área de contribuição: - Considerando que as chuvas não caem verticalmente, a norma estabeleceu critérios para a determinação da área de contribuição em função da arquitetura dos telhados. Os esquemas indicativos para cálculo das Fonte: Manuel Henrique Campos áreas de contribuição são apresentados a Botelho e Geraldo de Andrade seguir. Ribeiro Jr. - Instalações Hidráulicas Prediais - usando tubos de pvc e ppr; 2a edição; editora BLUCHER. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 013 Águas Pluviais: Vazão de projeto Áreas de contribuição: Fonte: Roberto de carvalho júnior –Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura, 6a edição, editora Blucher. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 014 Águas Pluviais: Vazão de projeto Áreas de contribuição: Fonte: Roberto de carvalho júnior – Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura, 6a edição, editora Blucher. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 015 Águas Pluviais: Calhas - Formato das calhas: As calhas apresentam geralmente as seções em forma de V, semicircular, trapezoidal e quadrada ou retangular. - Seção V: - Seção semicircular: - Seção trapezoidal: - Seção quadrada ou retangular Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 016 Águas Pluviais: Calhas - Tipos de calhas: - Calha de beiral; - Calha de platibanda; - Calha de água-furtada; as águas inclinadas para o centro Fig. a: calha de beiral Fig. b: calha de platibanda Fig. c: calha de água furtada ocorre em platibanda As calhas de beiral ou de platibanda devem ter inclinação mínima de 0,5%. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 017 Águas Pluviais: Calhas - Detalhe de ligação da calha ao condutor de AP: --Edificações localizadas em áreas arborizadas é importante que se coleque uma tela no bocal das, evitando, dessa maneira, a introdução de folhas e pequenos galhos dentro das tubulações; tela Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 018 Águas Pluviais: Calhas - Detalhe de ligação da calha ao condutor de AP: -- Nos terraços, em calhas de concreto de telhados e áreas abertas de edifícios, por proporcionarem maior seção de escoamento e reterem papéis, folhas, detritos é recomendada a utilização de grelhas hemisféricas -- Grelhas hemisféricas também chamadas de “cogumelo” ou “ralo abacaxi”; -- A seguir são apresentados alguns exemplos de ralos abacaxi e ralos plano com grelhas; Modelos: Ralo abacaxi Modelo: Ralo plano com grelha Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 019 Águas Pluviais: Calhas_dimensionamento O dimensionamento das calhas pode ser feito pela fórmula de Manning-Strickler: Q = K . [ S/n ] . RH 2/3 . d 1/2 onde: Q = vazão de projeto, em L/min; S = área da seção molhada, em m2 ; P = perímetro molhado, em m; RH = S/P raio hidráulico, em m; n = coeficiente de rugosidade (tabela 2); d = declividade da calha, em m/m; K = 60000 (coeficiente para transformar a vazão em m³/s para l/min); Tabela 2: Coeficientes de rugosidade. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 020 Águas Pluviais: Calhas_dimensionamento S = área da seção molhada, em m2 ; área ocupada pelo líquido, na seção transversal da calha ou condutor; P = perímetro molhado, em m; linha que limita a área molhada, junto às paredes da calha ou condutor; RH = S/P raio hidráulico, em m; S S P P d/2 Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 021 Águas Pluviais: Calhas_dimensionamento* A Tabela 3 indica as capacidades de calhas Tabela 3: Capacidade das calhas semicirculares, usando coeficiente de rugosidade semicirculares (PVC, metálica) n= 0,011 para alguns valores de declividade. Os valores foram calculados utilizando a fórmula de Manning-Strickler, com lâmina d’água igual à metade do diâmetro interno . A Tabela 4 indica as capacidades de calhas Tabela 4: Capacidade das calhas de calhas retangulares de concreto liso retangulares de concreto liso usando coeficiente de rugosidade n= 0,012 para alguns valores de declividade. Os valores foram calculados utilizando a fórmula de Manning-Strickler, com lâmina de água igual à meia altura; d b b/2 a Válido apenas para os casos com lâmina d’água igual à metade do diâmetro; Válido apenas para os casos com lâmina d’água igual à meia altura; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 022 Águas Pluviais: Calhas_dimensionamento Em calhas de beiral ou platibanda, quando a saída estiver a menos de 4,0 m de uma mudança de direção, a vazão de projeto deve ser multiplicada pelos fatores indicados na Tabela 5; Tabela 5: Fatores multiplicativos da vazão de projeto. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 023 Águas Pluviais: Calhas_dimensionamento Exemplo 1: Determine as dimensões da calha de seção retangular em concreto liso com lâmina d’água à meia altura da seção da calha para o telhado indicado; Local: Campos Declividade do telhado: d=10% Calha com 0,5% de declividade Saída a um 1,0 m do canto Resolução: Intensidade pluviométrica: Tabela 1: i =240 mm/h Área de contribuição: CASO B A = (a + h/2) . b a = 8,0 m b = 30,0 m h = 10% de 8,0 m = 0,80 m A = (8 + 0,80/2) . 30 = 252 m2 Q = i x A/ 60 = 240 x 252/60 = 1008,0 litros/min calha sem mudança de direção Q = 1008, 0 litros/min Tabela 4: a = 0,30 m e b= 0,20 m a h a b Em edifícios com telhado tipo platibanda recomenda-se utilizar calha com largura mínima de 50 cm para facilitar o acesso ao telhado e manutenções; Águas Pluviais: Calhas_dimensionamento Exemplo 2: Determine as dimensões da calha de seção retangular em concreto liso com lâmina d’água à 3/4 da altura da seção da Calha para o telhado do prédio 2 indicado; Local: Cabo Frio Declividade do telhado: d=10% Calha com 0,5% de declividade Saída a um 1,0 m do canto Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 024 Prédio 1 Prédio 2 Prédio 3 calha 25,0 m 1 2 ,0 m 3 ,0 m Águas Pluviais: Calhas_dimensionamento Exemplo 2: Determine as dimensões da calha de seção retangular…. Resolução: Intensidade pluviométrica: Tabela 1: i = 218 mm/h Área de contribuição: CASO B + CASO F A = A0 + V( A1)2 + (A2)2 = A0 + V( 3 x 25)2 + (3 x 12)2 = A0 + 41,60 2 2 a = 12,0 m b = 25,0 m h = 10% de 12,0 m = 1,20 m A0 = (a + h/2) . B = (12 + 1,20/2) . 25 = 315 m 2 A = A0 + 41,60 = 315 + 41,60 = 356,60 m 2 Q = i x A/ 60 = 218 x 356,60/60 = 1295,65 litros/min calha sem mudança de direção Q = 1295,65 litros/min = 1296 litros/min Não é possível utilizar a Tabela 4: a altura da lâmina d’água é maior que meia altura da calha será necessário utilizar a fórmula de Manning-Strickler: Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 025 a h Águas Pluviais: Calhas_dimensionamento Exemplo 2: Determine as dimensões da calha de seção retangular…. Resolução: Q = 1296 litros/min Q = K . [ S/n ] . RH 2/3 . d 1/2 onde: Q = vazão de projeto, em L/min; S = área da seção molhada, em m2 ; P = perímetro molhado, em m; RH = S/P raio hidráulico, em m; n = coeficiente de rugosidade (tabela 2); d = declividade da calha, em /m; K = 60000 (coeficiente para transformar a vazão em m³/s para l/min); Para utilizar esta equação é necessário arbitrar uma altura em função da largura ou a largura em função da altura: EXS: a = 3b; a = 2,5 b com a e b metros Adotado: a = 2b Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 026 a b Águas Pluviais: Calhas_dimensionamento* Exemplo 2: Determine as dimensões da calha de seção retangular…. Resolução: Como a calha funciona com lâmina d’água de 3/4 da altura, temos Q = K . [ S/n ] . RH 2/3 . d 1/2 onde:Q = 1296 litros/min; S = a . 3b/4 = 2b . 3b/4 = 1,5 b2 em m2 ; P = a + 3b/4 + 3b/4 = 2b + 0,75b + 0,75b = 3,5 b em metros; RH = S/P 1,5 b 2 / ( 3,5 b) = 0,4286 b; n = coeficiente de rugosidade (tabela 2); n = 0,012 ; d = declividade da calha, em /m; d = 0,5 % = 0,005; K = 60000 (coeficiente para transformar a vazão em m³/s para l/min); Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 027 a = 2b b h = 3b/4 Águas Pluviais: Calhas_dimensionamento* Exemplo 2: Determine as dimensões da calha de seção retangular…. Resolução: Como a calha funciona com lâmina d’água de 3/4 da altura, temos Q = K . [ S/n ] . RH 2/3 . d 1/2 onde: Q = 1296 litros/min; S = 1,5 b2 em m2 ; P = 3,5 b em m; RH = 0,4286 b; n = 0,012; d = 0,5 % = 0,005; K = 60000 1296 = 60000 . [ 1,5 b2 /0,012 ] . [ 0,4286 b ]2/3 . ( 0,005)1/2 1296 = 4242,64 . [ 1,5 b2 /0,012 ] . [ 0,4286 b ]2/3 1296 = 4242,64 . 125 b2 . 0,5685 b2/3 Obs: b2 . b 2/3 = b = b 1296 = 301492,61 . b8/3 b8/3 = 1296/301492,61 b8/3 = 4,30 . 10-3 b = (4,30 . 10-3)1/ (8/3) b = (4,30 . 10-3)3/ 8 b = 0,129 m b = 12,9 cm = 13,0 cm b = 13 cm ; a = 26 cm Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 028 a = 2b b 3 . 2 + 2 3 8 3 Em edifícios com telhado tipo platibanda recomenda-se utilizar calha com largura mínima de 50 cm para facilitar o acesso ao telhado e manutenções; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 029 Águas Pluviais: Condutores Verticais -Condutores verticais As colunas de águas pluviais (AP) deverão ser instalados, sempre que possível, em uma só prumada. -- Quando houver necessidade de desvios devem ser utilizadas curvas de 90º de raio longo ou curvas de 45º, sempre com peças de inspeção. -- O diâmetro D da tubulação é determinada por meio de tabelas extraídas da norma NBR 10844/89, conforme o tipo de entrada de água no condutor: 1 - Condutor de entrada em aresta viva; 2 - Condutor de entrada em funil; A sequir, são apresentadas nos ábacos 1.a e 1. b; CONDUTOR 1 2 calha calha Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 030 Águas Pluviais: Condutores Verticais* -Condutores verticais As colunas de águas pluviais (AP) deverão ser instalados, sempre que possível, em uma só prumada. -- O diâmetro interno mínimo dos condutores verticais de seção vertical é de 75mm e devem ser dimensionados a partir dos seguintes dados: Q = vazão de projeto, em Litros/mim; H = altura da lâmina d’água da calha, em mm; L = altura do condutor vertical ( pé-direitos da edificação), em m; A partir dos dados deve-se consultar os ábacos 1.a ou 1.b, da seguinte maneira: -- levantar uma vertical por Q até interceptar as curvas de H e L correspondentes. -- No caso de não haver curva para L adotar a curva L inferior mais próxima do ábaco; H adotar a curva H mais próximo do ábaco, que gera a interseção mais alta com a linha vertical da vazão (Q);. -- Transportar a interseção mais alta da linha da vazão (Q) com L ou H até o eixo D. -- Deve-se adotar um diâmetro comercial superior ou igual ao valor encontrado no ábaco. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 031 Águas Pluviais: Condutores Verticais Condutores Verticais de AP Abaco para dimensionamento de condutor de entrada em aresta viva: Ábaco 1. a Procedimento: Levantar uma Linha vertical a partir de Q até interceptar as curvas H e L. Transportar a interseção mais alta até o eixo D. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 032 Águas Pluviais: Condutores Verticais Condutores Verticais de AP Abaco para dimensionamento de condutor de entrada em funil: Ábaco 1. b Procedimento: Levantar uma Linha vertical a partir de Q até interceptar as curvas H e L. Transportar a interseção mais alta até o eixo D. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 033 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 3: Determine as dimensões dos condutores verticais, ou seja, das colunas de águas pluviais AP1 e AP2 para o telhado indicado; Local: Campos Declividade do telhado: d=10% Calha com 0,5% de declividade a = 0,30 m; b = 0, 20 m Lâmina d’água a meia altura: H = b/2 = 0,10 m = 100 mm Q = 1008,0 litros/min Condutor vertical com entrada em aresta viva; Prédio com pé-direito de 6 m Resolução: dados de entrada no o ábaco 1. a: Q = 1008,0 litros/min utilizar o bom senso 1010 litros/min L = 6,0 m comprimento do condutor vertical H = 100 mm altura da lâmina d’água na calha a b Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 034 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 3: Determine as dimensões dos condutores verticais, …. Dados de Entrada: Q = 1010,0 litros/min H = 100 mm; L = 6,0 m; Dado de Saída: D = 80 mm Procedimento: Levantar uma Linha vertical a partir de Q até interceptar as curvas H e L. Transportar a interseção mais alta até o eixo D. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 035 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 3: Determine as dimensões dos condutores verticais, …. Dado de Saída: D = 80 mm Disponível no comércio (DN = 40, 50, 75, 100, 150 e 200) AP1 E AP2 DN = 100 Águas Pluviais: Condutores Verticais_dimensionamento Exemplo 4: Determine as dimensões do condutor vertical, ou seja, da coluna de águas pluviais AP1 para para o telhado do prédio 2 indicado; Condutor vertical com entrada em funil; Saída a um 1,0 m do canto Q = 1296 litros/min lâmina d’água à 3/4 da altura da seção da Calha a = 30 cm b = 15 cm Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 036 Prédio 1 Prédio 2 Prédio 3 calha 25,0 m 1 2 ,0 m 3 ,0 m 3 ,0 m a = 2b b Águas Pluviais: Condutores Verticais_dimensionamento Exemplo 4: Determine as dimensões do condutor vertical, ou seja, da coluna de águas pluviais AP1 para para o telhado do prédio 2 indicado; Condutor vertical com entrada em funil; Saída a um 1,0 m do canto Q = 1555 litros/min Resolução: dados de entrada no o ábaco 1. a: Q = 1296,0 litros/min utilizar o bom senso 1300 litros/min L = 3,0 m comprimento do condutor vertical H = 3/4 (15 cm ) = 11, 25 cm = 112,5 mm lâmina d’água à 3/4 da altura da seção da Calha a = 30 cm b = 15 cm Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 037 Prédio 1 Prédio 2 Prédio 3 calha 25,0 m 1 2 ,0 m a = 2b b Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 038 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 4: Determine as dimensões dos condutores verticais, …. Dados de Entrada: Q = 1300,0 litros/min H = 112,5 mm; L = 3,0 m; Dado de Saída: D = 90 mm Procedimento: Levantar uma Linha vertical a partir de Q até interceptar as curvas H e L. Transportar a interseção mais alta até o eixo D. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 039 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamentoExemplo 4: Determine as dimensões dos condutores verticais, …. Dado de Saída: D = 90 mm Disponível no comércio (DN = 40, 50, 75, 100, 150 e 200) AP1 DN = 100 Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 040 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 5: Determine as dimensões da calha circular e do condutor vertical, ou seja, da coluna de águas pluviais : AP1 para o telhado indicado; - Local: Rio de Janeiro (Jardim Botânico) - Declividade do telhado: d=10% - lâmina d’água à meia altura da seção da calha para o telhado indicado; - Calha em PVC com declividade a definir - Condutor vertical com entrada em aresta viva; - Prédio com pé-direito de 4 m; 8,0 m 6,0 m 2,0 m 17,0 m 13,0 m Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 041 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 5: Determine as dimensões da calha circular e dos condutores verticais, … Resolução: Intensidade pluviométrica: Tabela 1: i =227 mm/h Área de contribuição: CASO B A = A1 + A2 A1= (a + h/2) . b a = 8,0 m b = 17,0 m h = 10% de 8,0 m = 0,80 m A1 = (8 + 0,80/2) . 17,0 = 163,2 m2 A2 = (a + h/2) . b a = 6,0 m b = 13,0 m h = 10% de 6,0 m = 0,60 m A2 = (6 + 0,60/2) . 13,0 = 81,9 m2 A = 163,2 + 81,9 = 245,1 m2 Q = i x A/ 60 = 227 x 245,1/60 = 927,30 litros/min calha com mudança de direção Tabela 5 fator de correção da vazão de projeto: 1,20 Q = 927,3 . 1,20 = 1112,76 litros/min a h 8,0 m 6,0 m 2,0 m 17,0 m 13,0 m Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 042 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 5: Determine as dimensões da calha circular e dos condutores verticais, … Resolução: Q = 1112,76 litros/min Adotando declividade de 1,0% ; Tabela 3:Capacidade das calhas semicirculares. com lâmina de água igual à metade do diâmetro interno . Calha: D = 200 mm Obs: caso exija um diâmetro maior que 200 mm adotar calha retangular 8,0 m 6,0 m 2,0 m 17,0 m 13,0 m Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 043 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 5: Determine as dimensões da calha circular e dos condutores verticais, … Resolução: Calha circular : D = 200 mm com lâmina de água igual à metade do diâmetro interno . H = D/2 = 100,0 mm A partir dos de entrada no o ábaco 1. a: Q = 1112,76 litros/min para facilitar 1115,0 litros/min L = 4,0 m comprimento do condutor vertical H = 100,0 mm 8,0 m 6,0 m 2,0 m 17,0 m 13,0 m Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 044 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 5: Determine as dimensões da calha circular e dos condutores verticais, … Dados de Entrada: Q = 1115,0 litros/min H = 100 mm; L = 4,0 m; adotar: 3,0 Dado de Saída: D = 90 mm Procedimento: Levantar uma Linha vertical a partir de Q até interceptar as curvas H e L. Transportar a interseção mais alta até o eixo D. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 045 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 5: Determine as dimensões da calha circular e dos condutores verticais, … Dado de Saída: D = 90 mm Disponível no comércio (DN = 40, 50, 75, 100, 150 e 200) AP1 DN = 100 Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 046 Águas Pluviais: Condutores Horizontais -Condutores Horizontais As coletores de águas pluviais (AP) deverão ser instalados, seguindo as recomendações listadas a seguir: -- Com declividade uniforme e de no mínimo 0,5%; -- A ligação com os condutores verticais será sempre feita por curva de raio longo, ou caixa de areia, estando o tubo enterrado ou aparente; -- O dimensionamento da capacidade de condutores horizontais é realizado em função da declividade, do diâmetro, da rugosidade do materrial do condutor e admitindo que o escoamento com lâmina d’água de altura igual a 2/3 do diâmetro interno do tubo, segundo a norma NBR 10844 (ABNT, 1989) -- Nas tubulações aparentes devem ser previstas inspeções sempre que houver: - conexões com outra tubulação; - mudança de declividade, de direção; - ou ainda, a cada trecho de 20 m nos percusos retilíneos; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 047 Águas Pluviais: Condutores Horizontais -Condutores Horizontais As coletores de águas pluviais (AP) deverão ser instalados, seguindo as recomendações listadas a seguir: -- Nas mudanças de direções ou inclinações em tubulações enterradas devem ser previstas caixas de inspeção (CI) ou Caixa de Areia (CA), sendo recomendado trechos retilíneos de no máximo 25 m; L ≤ 25 m CI ou CA Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 048 Águas Pluviais: Condutores Horizontais -Tabela 6: para escoamento com lâmina d’água de altura igual a 2/3 do diâmetro interno do tubo; h = 2/3 D Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 049 Águas Pluviais: Caixa de Inspeção e de Areia -Caixas de Inspeção Permite a inspeção, a interligação de coletores, a limpeza e desobstrução das canalizações, porém, não recolhe água pluvial de uma área no térreo; -Caixas de Areia Pode ser entendida como uma CI capaz de recolher água pluvial de uma área no térreo; - As caixas de inspeção e de Areia (CI e CA) deverão ter: -- seção circular de 0,60 m de diâmetro ou quadrada de 0,60 m de lado, no mínimo; -- Profundidade máxima de 1,0 m; caixa de inspeção (CI) -- Normalmente são de alvenaria. Já existem no mercado CI e CA em PVC; Caixa de areia (CA) Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 050 Águas Pluviais: Condutores Horizontais_dimensionamento* Exemplo 6: Determine as dimensões da calha circular e dos condutores verticais, dos condutores horizontais (rede coletora) para o prédio a seguir; Local: Bauru (SP) lâmina d’água à meia altura da seção da calha Calha em PVC Condutores em PVC Condutor vertical : com entrada em aresta viva; Declividade do condutor horizontal 1% Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 051 Declividade do condutor horizontal 1% Águas Pluviais: Condutores Horizontais_dimensionamento* Exemplo 6: Determine as dimensões da calha circular e dos condutores verticais, dos condutores horizontais (rede coletora) para o prédio a seguir; Resolução: Intensidade pluviométrica: Tabela 1: i =148 mm/h Área de contribuição: CASO B A = (a + h/2) . b a = 5,0 m b = 20, 0 m h = 2,0 m A = (5 + 2/2) . 20 = 120 m2 Q = i x A/ 60 = 148 x 120/60 = 296 litros/min calha sem mudança de direção Q = 296 litros/min a h Declividade do condutor horizontal 1% Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 052 Águas Pluviais: Condutores Horizontais_dimensionamento* Exemplo 6: Determine as dimensões da calha circular e dos condutores verticais, dos condutores horizontais (rede coletora) para o prédio a seguir; Resolução: Q = (296 litros/min) / 2 AP Q = 148,0 litros/min Calha em PVC com 0,5% de declividade Tabela 3:Capacidade das calhas semicirculares. com lâmina de água igual à metade do diâmetro interno . Calha: D = 125 mm Declividadedo condutor horizontal 1% Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 053 Águas Pluviais: Condutores Horizontais_dimensionamento* Exemplo 6: Determine as dimensões da calha circular e dos condutores verticais, dos condutores horizontais (rede coletora) para o prédio a seguir; Resolução: Calha circular : D = 125 mm com lâmina de água igual à metade do diâmetro interno . H = D/2 = 62,5 mm A partir dos de entrada no o ábaco 1. a: Q = 296 litros/min para 2 AP Q = 296/2 = 148 = 150 litros/min L = 6,0 m comprimento do condutor H = 62,5 mm Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 054 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 6: Determine as dimensões da calha circular e dos condutores verticais, … Dados de Entrada: Q = 150,0 litros/min H = 62,5 mm; L = 6,0 m; Dado de Saída: D = não ha interseção adotar o menor; D = 50 mm Procedimento: Levantar uma Linha vertical a partir de Q até interceptar as curvas H e L. Transportar a interseção mais alta até o eixo D. Declividade do condutor horizontal 1% Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 055 Águas Pluviais: Condutores Horizontais_dimensionamento* Exemplo 6: Determine as dimensões da calha circular e dos condutores verticais, dos condutores horizontais (rede coletora) para o prédio a seguir; Resolução: A partir dos dados de entrada inseridos no ábaco 1. a: D = 50 mm o diâmetro mínimo NBR 10844/89 D = 75 AP 1 – 75 mm AP2 – 75 mm Declividade do condutor horizontal 1% Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 056 Águas Pluviais: Condutores Horizontais_dimensionamento* Exemplo 6: Determine as dimensões da calha circular e dos condutores verticais, dos condutores horizontais (rede coletora) para o prédio a seguir; Resolução: tubulação horizontal: tabela 6: n= 0,011 (PVC) i = 1% trecho a: Q = 148 litros/min tabela 6: D = 100 mm trecho b: Q = 148 + 148 = 296 litros/min tabela 6: D = 125 mm trecho c: Q = 296 + 148 = 444 litros/min tabela 6: D = 125 mm trecho d: Q = 444 + 148 = 592 litros/min tabela 6: D = 150 mm trecho e: Q = 592 + 148 = 740 litros/min tabela 6: D = 150 mm trecho f: Q = 740 litros/min tabela 6: D = 150 mm trecho g: Q = 740 + 740 = 1480 litros/min tabela 6: D = 200 mm Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 057 Águas Pluviais: Condutores Horizontais -Tabela 6: para escoamento com lâmina d’água de altura igual a 2/3 do diâmetro interno do tubo; h = 2/3 D Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 058 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 7: Determine o sistema de águas pluviais para o prédio a seguir; Local: Rio de Janeiro (Jardim Botânico) AP – 100 mm Q = 960 litros/min Condutores em PVC AP 1 AP 1 1 1 ,0 m 8 ,0 m 8 ,0 m 7 ,0 m 10,0 m 10,0 m 10,0 m 10,0 m 10,0 m C O L E T O R P Ú B L IC O - C P Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 059 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 7: Determine as dimensões dos condutores horizontais para o prédio a seguir; Resolução: definir a área de Contribuição de cada CA AP 1 AP 1 CA 1 CA 2 CA 3 CA 4 CA5 A CA 1 CA 2 CA 3 CA 4 CA5 B1 1 ,0 m 8 ,0 m 8 ,0 m 7 ,0 m 10,0 m 10,0 m 10,0 m 10,0 m 10,0 m 2% 2% C O L E T O R P Ú B L IC O - C P CP CP Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 060 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento* Exemplo 7: Determine as dimensões dos condutores horizontais para o prédio a seguir; Resolução: declividade 2% condutores em PVC n = 0,011 Intensidade pluviométrica: Tabela 1: i =227 mm/h Vazão Litros/min Rede trecho Área Simples Acumulada Diâmetro contribuição Q = i x A/60 (mm) (m2) tabela (6) B CA1- CA2 190,0 227 x 190/60 = 719,0 719,0 125 B CA2- CA3 110,0 227 x 110 /60 = 416,0 719,0 + 416,0 = 1135,0 150 B CA3- CA4 110,0 227 x 110 /60 = 416,0 1135,0 + 416,0 = 1551,0 200 B CA4- CA5 110,0 227 x 110 /60 = 416,0 1551,0 + 416,0 = 1967,0 200 B AP1- CA4 -- 960,0 = 960,0 150 B CA5 - A 110,0 227 x 190 /60 = 719,0 1967,0 + 960,0 + 719,0 = 3646,0 250 REDE B ÁREA MAIOR QUE A REDE A: DIMENSIONAR A REDE B ADOTAR REDE A = REDE B; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 061 Águas Pluviais: Condutores Horizontais -Tabela 6: para escoamento com lâmina d’água de altura igual a 2/3 do diâmetro interno do tubo; h = 2/3 D Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 062 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 8: Determine as dimensões das canaletas (calhas-térreo) para o prédio a seguir; Local: Rio de Janeiro (Jardim Botânico) AP1 – 100 mm Q = 960,0 litros/min AP2 – 100 mm Q = 960,0 litros/min Condutores em PVC AP 1 AP 2 1 1 ,0 m 8 ,0 m 8 ,0 m 7 ,0 m 10,0 m 10,0 m 10,0 m 10,0 m 10,0 m 0,5% 0,5% C O L E T O R P Ú B L IC O - C P CP CP 2% 2% As CA podem ser substituídas por canaletas retangulares de concreto liso com grelha metálica A B Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 063 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento Exemplo 8: Determine as dimensões das canaletas (calhas-térreo) para o prédio a seguir; AP 1 AP 2 1 1 ,0 m 8 ,0 m 8 ,0 m 7 ,0 m 10,0 m 10,0 m 10,0 m 10,0 m 10,0 m 0,5% 0,5% C O L E T O R P Ú B L IC O - C P CP CP 2% 2% A B As CA podem ser substituídas por canaletas retangulares de concreto liso com grelha metálica Local: Rio de Janeiro (Jardim Botânico) AP1 – 100 mm Q = 960,0 litros/min AP2 – 100 mm Q = 960,0 litros/min Condutores em PVC Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 064 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento* Exemplo 8: Determine as dimensões das canaletas (calhas-térreo) para o prédio a seguir; Resolução: Canaleta de concreto liso: Dimensionamento com lâmina de água igual à meia altura; Declividade das caneletas de concreto 0,5% Intensidade pluviométrica: Tabela 1: i =227 mm/h Área total de contribuição para cada canaleta: canaleta A: Área = 2x150 + 3 x 70 = 510 m2 canaleta B: Área = 2x190 + 3 x 110 = 710 m2 Vazão Litros/min Q = i x A/60 canaleta A: Q = 227 x 510/60 = 1929,5 L/min + AP1= 1929,5 + 960,0 = 2889,5 L/min canaleta B: Q = 227 x 710/60 = 1929,5 L/min + AP2= 2686,2 + 960,0 = 3646,2 L/min NESTE EXERCÍCIO COMO A LÂMINA D’ÁGUA É A MEIA ALTURA A TABELA 4 PODE SER UTILIZADA; ENTRETANTO PARA EFEITO DIDÁTICO O DIMENSIONAMENTO DA CALHA SERÁ POR MEIO DA EQUAÇÃO; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 065 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento*Exemplo 8: Determine as dimensões das canaletas (calhas-térreo) para o prédio a seguir; Resolução: canaleta A: Q = 2889,5 = 2900,0 Litros/min canaleta B: Q = 3646,2 = 3700,0 Litros/min Q = K . [ S/n ] . RH 2/3 . dc 1/2 onde: Q = vazão de projeto, em L/min; S = área da seção molhada, em m2 ; P = perímetro molhado, em m; RH = S/P raio hidráulico, em m; n = coeficiente de rugosidade (tabela 2); dc = declividade da calha, em /m; K = 60000 (coeficiente para transformar a vazão em m³/s para l/min); Para utilizar esta equação é necessário arbitrar uma altura em função da largura ou a largura em função da altura: arbitrando a = 2b metro a b Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 066 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento* Exemplo 8: Determine as dimensões das canaletas (calhas-térreo) para o prédio a seguir; Resolução: canaleta A: Q = 2900,0 Litros/min canaleta B: Q = 3700,0 Litros/min Para facilitar o dimensionamento de ambas canaletas Q = 3700,0 Litros/min Como a canaletas funcionam com lâmina d’água de 1/2 da altura, temos Q = K . [ S/n ] . RH 2/3 . dc 1/2 onde: Q = 3700 em L/min; S = a . 1/2 . b = 2b . 1/2 b = 1,0 b2 em m2 ; P = 2 L1 + L2 = 2 . ( 1/2 . b ) + a = 1 b + 2 b = 3,0 b em (m); RH = S/P 1,0 b 2 / ( 3,0 b) = 0,3333 b; n = coeficiente de rugosidade (tabela 2); n = 0,013 ; dc = declividade das canaletas, em /m; d = 0,5 % = 0,005; K = 60000 (coeficiente para transformar a vazão em m³/s para l/min); a b a = 2b b L1 L2 L1 Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 067 Águas Pluviais: Condutores Verticais _dimensionamento* Exemplo 8: Determine as dimensões das canaletas (calhas-térreo) para o prédio a seguir; Resolução: Q = 3896 litros/min Como a calha funciona com lâmina d’água de 1/2 da altura, temos Q = K . [ S/n ] . RH 2/3 . dc 1/2 onde:Q = 3700 em L/min; S = 1,0 b2 em m2 ; P = 3,5 b em m; RH = 0,3333 b; n = 0,013; dc = 0,5 % = 0,005; K = 60000 3700 = 60000 . [ 1,0 b2 /0,013 ] . [ 0,3333 b ]2/3 . ( 0,005)1/2 3700 = 4242,641 . [ 76,92 b2 ] . [ 0,48043 b 2/3 ] Obs: b2 . b 2/3 = b8/3 3700 = 156785,42 b8/3 b8/3 = 3700/ 156785,42 b8/3 = 0,02360 b = [0,02360]3/8 b = 0,2454 = 0,25 m b = 25 cm ; a = 50 cm a = 2b b L1 L2 L1 Curso: Engenharia Civil Disciplina : Instalações Prediais; Prof: Marcos Vinicios 068 Bibliografia: HÉLIO CREDER - Instalações Hidráulicas e Sanitárias; 6a edição; editora LTC, inclui anexo: detalhamento de um projeto. ARCHIBALD JOSEPH MACINTYRE - Instalações Hidráulicas prediais e industriais; 4a edição; editora LTC. Bibliografia complementar: MANUEL HENRIQUE CAMPOS BOTELHO E GERALDO DE ANDRADE RIBEIRO Jr. - Instalações Hidráulicas Prediais- Usando tubos de PVC e PPR; 2a edição; editora BLUCHER. ROBERTO DE CARVALHO JÚNIOR - Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura; 6a edição; editora BLUCHER.
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