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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTOSANTO DEA 07778 Instalações Hidráulicas e Sanitárias PrediaisPrediais Curso: Engenharia Civil Prof. Diogo Costa Buarque diogo.buarque@gmail.com 1 g q @g UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTOSANTO UNIDADE IUNIDADE I Instalações Prediais de Água Fria ç g (IPAF) Prof. Diogo Costa Buarque 3 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Projetos de uma Instalação Predial de Água Fria devem atender as Exigências e recomendações estabelecidas pela norma NBR 5626/1998 e pelo decreto N° 9369/88 DMAE PMPA:N 9369/88 DMAE-PMPA: Preservar a potabilidade da água e garantir o fornecimento contínuo de á fágua e em quantidade suficiente, amenizando ao máximo os problemas decorrentes da interrupção do funcionamento do sistema público de abastecimento; Respeitar os valores limites de pressões e velocidades no sistema, assegurando-se dessa forma o bom funcionamento dos componentes de uma instalação e, evitando-se assim, conseqüentes vazamentos e ruídos nas tubulações e aparelhos; Promover a economia de água e de energia e proporcionar conforto aos usuários através de técnicas de distribuição e reservação coerentes e adequadas propiciando aos usuários boas condições de higiene e saúde.q p p ç g 4 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Observar Tipo e características da edificação (térreo, edifício, indústria, l h it i tádi itá i úbli t )escolas, hospitais, estádios, sanitários públicos, etc.) Consumos (atividades comercial, industrial, residencial, etc.) Fonte de abastecimento (pública e/ou particular)(p p ) Sistema de distribuição (função da pressão na rede, características arquitetônicas, projeto de combate a incêndio, necessidade de reservação complementar)reservação complementar) Reservação (volumes, materiais, manutenção, RI, RS, tubulações, bóia, etc.) T b l õ (l ã i õ i t f ê i t )Tubulações (locação, inspeções, interferências, etc.) 5 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Consumo de Água o De acordo com facilidade de diferenciação e necessidade de tarifas de energia diferenciadas: • Doméstico • Comercial • Industrial Público• Público 6 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Consumo de Água o Fatores que influem no consumo de água: • Características físicas do clima • Renda familiar C t í ti d h bit ã• Características da habitação • Características do abastecimento de água • Características culturais da comunidade • Tarifa!!Tarifa!! 7 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Consumo de Água 8 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Consumo de Água 9 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Consumo de Água o Variações no consumo: • Variação anual – crescimento com o tempo devido ao aumento da população ou alterações nos hábitos higiênicos e desenvolvimento industrialdesenvolvimento industrial • Variação mensal – varia entre meses de inverno e verãoç • Variação diária – consumo diário associado as variações imensais • Variação horária hora de pico e de consumo reduzido 10 • Variação horária – hora de pico e de consumo reduzido DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Consumo de Água o Meio rural 50 L/hab/dia o Pequena cidade 50 a 100 L/hab/dia o Cidade Média 100 a 200 L/hab/dia G d id d 200 300 L/h b/dio Grande cidade 200 a 300 L/hab/dia o Cidades densamente povoadas 500 L/hab/dia 11 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Consumo de Água o Para estimar o consumo em 200 L/hab/dia em uma cidade média: • uso doméstico 100 L/hab/dia • uso no local de trabalho 50 L/hab/dia di ( t t l i d di ã t ) 25 L/h b/di• usos diversos (restaurantes, locais de diversão,etc) 25 L/hab/dia • perdas 25 L/hab/dia TOTAL 200 L/hab/dia 12 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Consumo de Água o A parcela de uso doméstico se distribui como: • asseio pessoal 50 L/hab/dia • bebida, cozinha 15 L/hab/dia itá i 20 L/h b/di• sanitário 20 L/hab/dia • lavagem de casa e de roupa 15 L/hab/dia TOTAL 100 L/hab/dia 13 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES CáCálculo da população a ser atendida Apartamentos e residências: (a) Dormitório de até 12 m2 : 02 pessoas (b) Dormitório de mais de 12 m2: 03 pessoas(b) Dormitório de mais de 12 m2: 03 pessoas Cinemas, teatros e templos: Cada 0 7 m2 de áreas: 01 pessoas Valores de referência Cada 0,7 m de áreas: 01 pessoas 14 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES CáCálculo da população a ser atendida o Prédios públicos e comerciais FONTE: Creder (2006) Valores de referência 15 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Cá Para prédios de apartamento ou residências: Cálculo da população a ser atendida Para prédios de apartamento ou residências: NpavNaptosNDe2NDs21NDs3NP )( NP ú d t did NpavNaptosNDe2NDs21NDs3NP .)...( NP – número de pessoas a serem atendidas NDs1 - número de dormitórios com área maior a 12 m2 NDs2 – número de dormitórios com área até 12 m2 Nde – número de dormitórios de serviço Naptos – número de apartamentos Npav número de pavimentos Npav. – número de pavimentos 16 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Cá Exemplo 1: Cálculo da população a ser atendida Exemplo 1: Prédio de padrão médio, com 8 pavimentos, 4 apartamentos por i t 3 t t t (d i d 15 2 d 11 2)pavimento, 3 quartos por apartamento (dois de 15 m2 e um de 11 m2) NpavNaptosNDe2NDs21NDs3NP .)...( pessoas2568401223NP .)...( 17 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES CáCálculo da população a ser atendida Exemplo 2:Exemplo 2: Prédio de padrão médio, com 10 pavimentos, 4 apartamentos por i t 3 t i i (d i d 15 2 d 11 2) dpavimento, 3 quartos sociais (dois de 15 m2 e um de 11 m2) e um de serviço por apartamento NpavNaptosNDe2NDs21NDs3NP .)...( pessoas36010411223NP .)...( 18 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Cá éCálculo do consumo médio NP.CCD CD – consumo diário (L/dia) C – consumo diário per capita (L/hab/dia) NP – número de pessoas a serem atendidas (hab) 19 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES ú í Uma vez determinado o número de ocupantes é necessário definir Número Mínimo de Aparelhos Uma vez determinado o número de ocupantes, é necessário definir quantos aparelhos sanitários deverão ser previstos. Segundo a LEI Nº 4821 Institui o Código de Edificações doSegundo a LEI Nº 4821 - Institui o Código de Edificações do Município de Vitória e dá outras providências, temos: o casas e apartamentos: 1(um) vaso, 1 (um) lavatório e 1 (um) chuveiro; o coletivo: 1 (um) vaso, 1 (um) lavatório e 1 (um) chuveiro para cada 10 (dez) pessoas; hotéis e similares: 1 (um) vaso 1 (um) lavatório e 1 (um) chuveiroo hotéis e similares: 1 (um) vaso, 1 (um) lavatório, e 1 (um) chuveiro para cada 2 (duas) unidades de hospedagem; o escolas: 1 (um) vaso e 1 (um) lavatório para cada 25 (vinte e cinco)o escolas: 1 (um) vaso e 1 (um) lavatório para cada 25 (vinte e cinco) pessoas; 20 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Cá é á Exemplo: Cálculo do consumo médio diário Exemplo: Prédio de padrão médio, com 10 pavimentos, 4 apartamentos por i t 3 t i i (d i d 15 2 d 11 2) dpavimento, 3 quartos sociais (dois de 15 m2 e um de 11 m2) e um de serviço por apartamento NpavNaptosNDe2NDs21NDs3NP .)...( pessoas36010411223NP .)...( Como se trata de apartamentos, de acordo com a tabela o consumo C é d 200 L/di /h b p NP.CCD de 200 L/dia/hab: dia3m72diaL00072360200CD //.. 21 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES ú í o locais de reunião de público: Número Mínimo de Aparelhos o locais de reunião de público: a) para até 3.000 (três mil) pessoas: mínimo de 02 (dois) vasos e 1 (um) lavatório para cada 200 (duzentas) pessoas;1 (um) lavatório para cada 200 (duzentas) pessoas; b) acimade 3.000 (três mil) pessoas: adotar os parâmetros da alínea a e, o que exceder a esse número, 1 (um) vaso para cada a ea a e, o que e cede a esse ú e o, (u ) aso pa a cada grupo de 200 (duzentas) pessoas. o outras destinações: 1 (um) vaso e 1 (um) lavatório para cada 50 ç ( ) ( ) p (cinqüenta) pessoas, por unidade autônoma ou conjunto de unidades autônomas; o Quando o número de pessoas for superior a 50 (cinqüenta) haverá, necessariamente, instalações sanitárias separadas por sexo; o Nos sanitários masculinos, 50% (cinqüenta por cento) dos vasos poderão ser substituídos por mictórios... 22 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES T b l ã did t d úbli d b t i t Ramal predial Tubulação compreendida entre a rede pública de abastecimento e a instalação predial. O limite entre o ramal predial e o alimentador predial deve ser definido pelo regulamento da Companhia Concessionária de Água localÁgua local. 23 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Premissas de dimensionamento: • Admite-se que o abastecimento de água seja contínuo Ramal predial Admite se que o abastecimento de água seja contínuo • A vazão é suficiente para suprir o consumo diário por 24 horas ( a pesar do consumo dos aparelhos variar ao longo deste período) P.CdescQ Para distribuição direta: Q (L/s) Cdesc – coeficiente de descarga = 0 30 L/sQ Cdesc – coeficiente de descarga = 0,30 L/s P é a soma dos pesos correspondentes a todas as peças de utilização alimentadas através do trecho considerado (NBR 5626) Tabela de Pesos na seqüência Para distribuição indireta: considerado (NBR 5626) 86400 CDQ Admite a alimentação continuamente durante 24 horas do dia atendendo o consumo diário (CD em L/dia) Velocidades entre 0,60 m/s e 1,00 m/s Consulta a concessionária de distribuição 24 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Pesos dos aparelhos sanitários PQ .3,0 Ramal predial Q .3,0 P.3,07,1 2 30 7,1 P 3,0 32P 25 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Exemplo 1: Ramal predial Edifício com 100 pessoas com consumo diário de 20.000 l/dia com distribuição indireta 86400 CDQ s/3m00023,0s/L23,0 86400 000.20Q Lembrando que : D2 adota-se velocidades entre 0,6 m/s<V<1,0m/s 4 D.A V.AQ 0002304 V. minQ.4minD mmDmmmD 2017,22022,0 6,0. 00023,0.4min Verificar!! 26 Ou, usar ábacos Q = 0 23 l/sQ = 0,23 l/s 0,6 ≤ V ≤ 1,0 Di = 20 mmDi = 20 mm 2727 Ábaco para tubulações de cobre e plástico27 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Exemplo 2: Ramal predial Dimensionar o ramal predial de uma residência com distribuição direta, com cozinha, lavanderia e dois banheiros, com as seguintes peças de utilização Peças de utilização Quantidade Peso unitário Peso total Pia de cozinha 01 0,7 0,7 Tanque de lavar 01 0,7 0,7 Lavatórios 02 0 3 0 6Lavatórios 02 0,3 0,6 Bidê 02 0,1 0,2 Caixa de descarga 02 0,3 0,6g Chuveiro 02 Elétrico – 0,1 Misturador – 0 4 0,8 0,4 P = 3,6 28 P = 3,6 PCQ 6,33,0Q Q = 0,57 l/s 0 6 ≤ V ≤ 1 00,6 ≤ V ≤ 1,0 Di = 32 mm 2929 Ábaco para tubulações de cobre e plástico 29 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Exemplo 3: Ramal predial Dados do exemplo 2: Dimensionar o ramal predial de uma residência com distribuição direta, contendo cozinha, lavanderia e dois banheiros, com as seguintes peças de utilização Substituindo a caixa de descarga por válvula de descarga Peças de utilização Quantidade Peso unitário Peso total Substituindo a caixa de descarga por válvula de descarga Pia de cozinha 01 0,7 0,7 Tanque de lavar 01 0,7 0,7 Lavatórios 02 0 3 0 6Lavatórios 02 0,3 0,6 Bidê 02 0,1 0,2 Válvula de descarga 02 32 64g Chuveiro 02 Elétrico – 0,1 Misturador – 0,4 0,8 Q = 2,46 l/s 30 P = 67 30 Q = 2 46 l/sQ = 2,46 l/s 0,6 ≤ V ≤ 1,0 Di = 60 mm O resultado mostra a 31 O resultado mostra a inviabilidade de utilização de válvula de descarga com abastecimento por31com abastecimento por distribuição direta. 31 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Ramal Hidrômetro C l t Abrigo Tabela de ramais prediais, hidrômetros e abrigosRamal predial Ramal predial diâmetro D (mm) Cavalete diâmetro D (mm) Abrigo dimensões: altura, largura e profundidade (m) Consumo provável ( 3/di ) Vazão característi ( 3/h) ( ) p ( ) (m3/dia) ca (m3/h) 20 5 3 20 0,85 x 0,65 x 0,30 25 8 5 25 0,85 x 0,65 x 0,30 25 16 10 32 0 85 x 0 65 x 0 3025 16 10 32 0,85 x 0,65 x 0,30 25 30 20 40 0,85 x 0,65 x 0,30 50 50 30 50 2,00 x 0,90 x 0,40 32 32 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES ôMedidores ou hidrômetros e cavalete Os hidrômetros de volume têm duas câmaras de capacidades conhecidas que se enchem e se esvaziam sucessivamente, medindo dessa maneira o volume de água que escoa pelomedindo dessa maneira, o volume de água que escoa pelo hidrômetro. São indicados para medições de vazões relativamente baixas e apresentam erros pequenos para essas medidas.medidas. Os hidrômetros de velocidade - número de rotações fornecidos porOs hidrômetros de velocidade - número de rotações fornecidos por uma hélice ou turbina existentes no seu interior. Essas rotações são transmitidas a um sistema de relojoaria (seca, molhada ou selada) que registram num marcador (de ponteiros ou de cifras) l d á d 33 o volume de água escoado. 33 33 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES ô Tabela de ramais prediais, hidrômetros e abrigos (ver concessionárias) Medidores ou hidrômetros e cavalete Ramal predial diâmetro Hidrômetro Cavalete diâmetro D Abrigo dimensões: altura, largura e Consumo Vazão diâmetro D (mm) (mm) g profundidade (m)provável (m3/dia) característica (m3/h) 20 5 3 20 0,85 x 0,65 x 0,30 25 8 5 25 0,85 x 0,65 x 0,30 25 16 10 32 0,85 x 0,65 x 0,30 25 30 20 40 0,85 x 0,65 x 0,30 50 50 30 50 2,00 x 0,90 x 0,40 Exemplo 1: Para o caso do edifício com 100 pessoas com consumo diário de 20.000 l/dia di t ib i ã i di t diâ t d l di l d 25 34 com distribuição indireta e diâmetro do ramal predial de 25 mm. dia/m20dia/L000.20CD 3 34 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Parte da tubulação que vai desde o ramal predial até a primeira derivação ou Alimentador predial Parte da tubulação que vai desde o ramal predial até a primeira derivação ou válvula do flutuador do reservatório 35 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES A vazão a ser considerada para o dimensionamento do alimentador predial é obtida a partir do cons mo diário Alimentador predial obtida a partir do consumo diário: CDQ minQ.4iD0 6 ≤ V ≤ 1 0 86400 Q V. QminD 0,6 ≤ V ≤ 1,0 Q: vazão mínima a ser considerada no alimentador predial (m3/s) CD: consumo diário total (m3) V: velocidade do escoamento no alimentador predial (m/s) Dmin: diâmetro interno do alimentador predial (m) O dimensionamento também pode ser automático, adotando-se o valor calculado para o ramal predial N d i t d b t i t di t li t d di l t bé tNo caso de sistema de abastecimento direto o alimentador predial também tem a função de sistema de distribuição, devendo ser calculado como barrilete (cálculo visto a frente) No caso de alimentação por poço, ele dependerá apenas da vazão da bomba do poço, a qual deve ser verificada 36 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Extravasor ou ladrão Reservatório Superior Reservação Barrilete Dreno ou ladrão Chave Bóia Barrilete Coluna de Distribuição Tubo de Recalque Coluna de Distribuição Ramais de Distribuição Ramais de Ramais de Distribuição Hidrômetro Conjunto Moto-BombaAlimentador Predial Tubo de Sucção Ramais de Distribuição Rede Pública Ramal PredialReservatório InferiorCavalete Rede Pública 37 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES O ó i d i ili ê id ili d Reservação Os reservatórios domiciliares têm sido utilizados para compensar a falta de água na rede pública, resultante de falhas no funcionamento do sistema de abastecimento ou de programação da distribuição. Os principais inconvenientes do uso dos reservatórios domiciliares são de ordem higiênica por facilidade de contaminação do custode ordem higiênica, por facilidade de contaminação, do custo adicional e complicações na rede predial e devido ao possível desperdício de água durante a ausência do usuário. As conseqüências da existência dos reservatórios são mais graves para os usuários que se localizam próximos de locais específicos dapara os usuários que se localizam próximos de locais específicos da rede de distribuição, como pontas de rede, onde, em geral, a concentração de cloro residual é às vezes inexistente. 38 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Os reservatórios devem ser construídos com materiais de qualidade Reservação Os reservatórios devem ser construídos com materiais de qualidade comprovada e estanque. Os materiais empregados na sua construção e impermeabilização não devem transmitir à água, substâncias que possam poluí-la.q p p Devem ser construídos de tal forma que não possam servir de pontos de drenagem de águas residuárias ou estagnadas em sua volta.g g g A superfície superior externa deve ser impermeabilizada e dotada de declividade mínima de 1:100 no sentido das bordas. Devem ser providos de abertura convenientemente localizada que permita o fácil acesso ao seu interior para inspeção e limpeza, ep p p ç p , dotados de rebordos com altura mínima de 0,05 m. Essa abertura deverá ser fechada com tampa que evite a entrada de insetos e outros animais e/ou de água externa. 39 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Quando for instalado um reservatório hidropneumático não se Reservação deve considerar no cálculo da reservação total o volume desse reservatório, devendo o reservatório inferior ter capacidade mínima igual ao CD; A reserva para combate a incêndios pode ser feita nos mesmos reservatórios da instalação predial de água fria, porém, àç p g , p , capacidade para esta finalidade devem ser acrescidos os volumes referentes ao consumo. A reserva de incêndio de cada tipo de sistema, sprinklers ou hidrantes, deve ser armazenada, na sua totalidade, somente em um dos reservatórios (superior ou inferior);um dos reservatórios (superior ou inferior); Se a capacidade de cada reservatório ultrapassar 6 m3, deve-se adotar dois compartimentos com todos os acessóriosadotar dois compartimentos com todos os acessórios. 40 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES De acordo com a NBR 5626/98: Reservação A reservação (Rt) deve ser maior que o consumo diário (CD): Rt>CDRt>CD Na prática, para edificações convencionais, adota-se uma reservação para um período de um dia (24 horas), admitindo-se uma interrupção no abastecimento durante este período A reservação mínima prevista para residências uni-familiares é de 500L: Rmin=500 L500L: Rmin=500 L A reserva total deve ser menor que o triplo do consumo diário, evitando-se a reservação de grandes volumes: RT<3.CD Portanto: CD < Rt < 3 CDPortanto: CD < Rt < 3.CD 41 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Reservação Distribuição da reservação de acordo com a NBR 5626/98: Havendo somente um reservatório, este deverá estar em nível superior (Rs) e conter toda a reservação necessária ç ç superior (Rs), e conter toda a reservação necessária. Havendo reservatório inferior e superior: a indicação prática para os casos usuais, recomenda 40% (2/5) do consumo diário no reservatório superior e 60% (3/5) no inferior. Reservas adicionais de combate a incêndio podem estar no Ri (no caso de sprinklers) e/ou Rs (no caso de hidrantes). Reservas adicionais para aparelhos de ar condicionado deve ser verificado junto ao projetista, podendo estar tanto no Rs, quanto no Rino Ri. 42 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Extravasor ou ladrão Reservatório Superior Reservação Barrilete Dreno ou ladrão Chave Bóia Barrilete Coluna de Distribuição Tubo de Recalque Coluna de Distribuição Ramais de Distribuição Ramais de Ramais de Distribuição Hidrômetro Conjunto Moto-BombaAlimentador Predial Tubo de Sucção Ramais de Distribuição Rede Pública Ramal Predial Reservatório InferiorCavalete Rede Pública 43 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES ó f ( ) A f ã d ó i i f i é d á Reservatório inferior (Ri) A função do reservatório inferior é armazenar uma parte da água destinada ao abastecimento e deve existir quando: – O reservatório superior não puder ser abastecido diretamente pelo ramal alimentador. – O volume total a ser armazenado no reservatório superior for muito grande (principalmente em prédios de apartamentos). – Quando a edificação apresenta mais de 4 pavimentos acima do nível médio da rua onde se localiza o distribuidor público. 44 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES ó f ( ) O l d tó i é t b l id f ã d diá i Reservatório inferior (Ri) O volume do reservatório é estabelecido em função do consumo diário (CD) e das necessidades de água para combate a incêndios (Vci), e do consumo de outros sistemas, como o de ar condicionado (Vac): )VacVci(CD.NDCD.6,0VRi Onde: VRi é l d tó i i f i ( 3) )( VRi é o volume do reservatório inferior (m3) ND é o número de dias de ocorrência de falta de água (usual de 0,5 a 2 dias, mas depende da região) Vci é o volume para combater incêndio por sprinklers (m3) Vac é o volume necessário para o sistema de ar condicionado (m3) 45 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES ó f ( ) Pl Reservatório inferior (Ri) Planta 0,10 B 0,10 B 0,10 Sucção Sucção 0,10 DrenoDreno EstravasorEstravasor L Valvula de péValvula de pé e crivoe crivo 0,60 0,60 L B i Projeção da inspeçãoProjeção da inspeção 0,60 BoiaBoia 0,10 Alimentador predial 46 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES ó f ( ) C t Reservatório inferior (Ri) Corte Inspeção 0,10 Boia Extravasor Nível max. >0,15 <0,05 >0,05 Alimentador Volume útilH ≥ 50 cm SucçãoNível min. Reserva de incêndio/ limpezaHvar R.G. Dreno Valv.pé e crivo 0,10 e o Canaleta de limpeza 47 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES ó f ( ) O diâmetro do tubo extravasor e limpeza é dimensionado id d bi l i l i di i à Reservatório inferior (Ri) considerando-se uma bitola comercial imediatamente superior à bitola do alimentador predial, ou é dimensionada de acordo com a condição hidráulica dada por: h > JAB + V2/2g A B 48 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Extravasor ou ladrão Reservatório Superior Reservação Barrilete Dreno ou ladrão Chave Bóia Barrilete Coluna de Distribuição Tubo de Recalque Coluna de Distribuição Ramais de Distribuição Ramais de Ramais de Distribuição Hidrômetro Conjunto Moto-BombaAlimentador Predial Tubo de Sucção Ramais de Distribuição Rede Pública Ramal Predial Reservatório InferiorCavalete Rede Pública 49 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES ó ( ) O reservatório superior deve ter capacidade adequada para atuar Reservatório superior (Rs) O reservatório superior deve ter capacidade adequada para atuar como regulador de distribuição e é alimentado por uma instalação elevatória ou diretamente pelo alimentador predial. O volume do reservatório é estabelecido em função do consumo diário (CD) e das necessidades de água para combate a incêndios (Vci), e do consumo de outros sistemas como o de ar condicionado (Vac)do consumo de outros sistemas, como o de ar condicionado (Vac). )VacVci(CD40VRs Onde: )VacVci(CD.4,0VRs VRs é o volume do reservatório superior (m3) Vci é o volume para combater incêndio (m3)Vci é o volume para combater incêndio (m ) Vac é o volume necessário para o sistema de ar condicionado (m3) 50 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES ó ( ) Pl t Reservatório superior (Rs) Planta 0,10 L 0,10 0,10 0,60 DRENOINCÊNDIO INSPEÇÃO 0,60 b EXTRAVASOR DISTRIBUIÇÃO BOIA R,G, RECALQUE 0,60 0,10 EXTRAVASOR BOIA bDISTRIBUIÇÃO INCÊNDIO DRENO INSPEÇÃO R,G, 0,10 51 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES ó ( ) Corte Reservatório superior (Rs) Corte 0,10 0,100,10 0,10 0 10 0,10INSPEÇÃO R G >0,15 >0,05<0,05 0,10 RECALQUE R.G. BOIA(Chave Automática) Nível Máximo de Operação Hutil VOLUME ÚTIL EXTRAVASOR BOIA(Chave Automática) Nível Mínimo de Operação Hvar LIMPEZA / INCÊNDIO 0,10 Nível Mínimo de Operação INCÊNDIO DISTRIBUIÇÃO DRENO R.G. R.G. R.G. 52 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES ó ( ) C t Reservatório superior (Rs) Corte Extravasor com diâmetro mínimo de 25 mm 53 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Para cada compartimento, devem ser previstas as seguintes tubulações: Reservação Reservatório Inferior Reservatório Superior alimentação alimentação extravasor ou ladrão extravasor ou ladrão limpeza ou dreno limpeza ou dreno respiro respiro sucção para o conjunto moto- saída para barrilete de distribuiçãosucção para o conjunto moto- bomba de recalque para o RS saída para barrilete de distribuição da água de consumo sucção para o conjunto moto- saída para barrilete de incêndio bomba de incêndio 54 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES – Exemplo: Reservação Exemplo: Em um edifício de apartamentos em que o CD é de 100 m3 e o volume total a ser armazenado é de 1,5 CD, quais os volumes do Ri e Rs? 33 )VacVci(CD.NDCD.6,0VRi )VacVci(CD.4,0VRs 33 1501005,1 mmRsRiRt )( )( )1004,0()1005,01006,0(150 Reservatório Inferior: Volume = 0,6 x 100 + 0,5 x 100 = 110 m3 Reservatório Superior: Volume = 0,4 x 100 = 40 m3Reservatório Superior: Volume 0,4 x 100 40 m 55 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES S óSistema elevatório Valvula de Retenção Registro de Gaveta Conjunto de Recalque Aberturas para Inspeção Valvula de Pé e Crivo Alimentador Predial BoiaBoia Reservatório Inferior e Crivo 56 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES S óSistema elevatório 57 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES S ó Dimensionamento da Bomba de Recalque Sistema elevatório – Traçar primeiro o isométrico da instalação de recalque com todas as dimensões e peças;as dimensões e peças; – Definir a vazão de recalque mínima; – Definir o período de funcionamento da bomba (NF): NBR 5626/98 recomenda (item 5.3.3): –Pequenos reservatórios – tempo de enchimento < 1h G d tó i t d hi t 6h–Grandes reservatórios – tempo de enchimento < 6h – Vazão de recalque = CD/NF (m3/h) – Diâmetro de recalque (Dr): D diâ t i l dDiâmetro de recalque (Dr): 4 '31 XQD Dr = diâmetro nominal do recalque (m) Qr = vazão de recalque (m3/s)4 '3,1 XQrDr q ( ) X’ = nº horas de funcionamento por dia (NF / 24 horas) 58 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES S óSistema elevatório Assim podemos determinar Dr em função do consumo diário (CD)Assim, podemos determinar Dr em função do consumo diário (CD) e de NF, cujos valores são apresentados na tabela. Diâmetro de Sucção (Ds): adota-se um diâmetro igual ou i di t t i d t b l ã d l 59 imediatamente superior ao da tubulação de recalque. Ds > Dr DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES S ó E lh d B b l d i ã d ã d Sistema elevatório Escolha da Bomba: passa pela determinação da vazão de recalque, Qr, e da altura manométrica total da instalação (Hm) 60 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES S ó E lh d B b l d i ã d ã d Sistema elevatório Escolha da Bomba: passa pela determinação da vazão de recalque, Qr, e da altura manométrica total da instalação (Hm) – Hm = Hg + Hs + Hr H lt ét i• Hm = altura manométrica; • Hg = desnível entre o nível mínimo no RI e a saída de água no RSg • Hs = perda de carga na sucção • Hr = perda de carga no recalque 61 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES S óSistema elevatório Hm (m)(m) 62Q (m3/h) DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES S óSistema elevatório Considere:Considere: Hm = 62,4 m Q = 15.688 L/s 63 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES S ó Potência da Bomba: N = potência em CV Sistema elevatório 75 HmQrN p Qr = vazão recalcada (m3/s) Hm = altura manométrica (m) 75 = peso específico d’água 1000 kgf/m3 = rendimento do conjunto elevatório Potência calculada (CV) Acréscimo (%) Acréscimo da Potência sobre o calculado: Potência calculada (CV) Acréscimo (%) Até 2 50 2 5 302 – 5 30 5 – 10 20 10 20 1510 – 20 15 Acima de 20 10 64 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES S ó Reservatório Inferior: tubulação de sucção Sistema elevatório – Para evitar a entrada de ar na tubulação de sucção da bomba: 2 – Para evitar arraste do material de fundo: m10,0D5,2m20,0 g2 vh 2 1 h2 0,50 D e h2 0,30 m 65 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES E tR tó i S i Barrilete e colunas de distribuição Dreno Extravasor ou ladrão Chave Bóia Reservatório Superior / Barrilete / / Tubo de Recalque Coluna de Distribuição Ramais de DistribuiçãoRamais de Conjunto Moto-BombaAlimentador Predial Tubo de Sucção Ramais de Distribuição Distribuição Ramal Predial Hidrômetro Reservatório InferiorCavalete Tubo de Sucção Rede Pública 66 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Barrilete e colunas de distribuição O barrilete é a solução adotada para se limitarem as ligações ao reservatório. Trata-se de uma tubulação ligando as duas seções do reservatório superior, e da qual partem as derivações correspondentes às diversas colunas de distribuição.correspondentes às diversas colunas de distribuição. O traçado do barrilete depende exclusivamente da localização das colunas de distribuição (não devem ser utilizados ângulosdas colunas de distribuição (não devem ser utilizados ângulos diferente de 45º e 90º no traçado do barrilete). A l d di ib i d l li d dAs colunas de distribuição devem ser localizadas de comum acordo com a equipe envolvida no projeto global do edifício (arquiteto, engenheiro do cálculo estrutural, etc.). 67 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Dois tipos de sistema: Barrilete e colunas de distribuição – Sistema unificado – Sistema ramificado Ramificado Unificado 68 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES f – Colocam-se dois registros que permitem isolar uma ou outra seção do reservatório Barrilete unificado do reservatório. – Cada ramificação para a coluna correspondente tem seu registro próprio. Deste modo, o controle e a manobra de abastecimento, bem como o isolamento das diversas colunas são feitos num único localcomo o isolamento das diversas colunas, são feitos num único local da cobertura. – Se o número de colunas for muito grande, prolonga-se o barrilete além dos pontos de inserção no reservatórioalém dos pontos de inserção no reservatório 69 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES f – Do barrilete saem derivações, as quais por sua vez dão origem a derivações secundárias para as colunas de distribuição. Barrilete ramificado – Ainda neste caso, na parte superior da coluna, ou na derivação do barrilete, próximo à descida da coluna, coloca-se um registro – Esse sistema usado por razões de economia de encanamento. – Tecnicamente, não é considerado tão bom quanto o primeiro. 70 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES â á ÃOParâmetros hidráulicos de dimensionamento:VAZÃO Ch Q4= 0 2 l/sQ4 0,2 l/s P4= 0,4 QR QA CAF A Lv Q1= 0,15 l/s P 0 3 CAF Bd Q2= 0,1 l/s P 0 1 Cd Q3= 0,15 l/s P 0 3P1= 0,3 P2= 0,1 P3= 0,3 PQ .3,0Critério da máxima vazão provável: PQ .3,0p 28,04,03,03,0 AA QQ 35,043 QQ ??? Essa diferença existe porque é muito improvável que tudo seja acionado conjuntamente 71 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES â á ÃOParâmetros hidráulicos de dimensionamento: VAZÃO Tabela de vazões e pesos dos aparelhos sanitários 72 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES â á OC V l id d í i Parâmetros hidráulicos de dimensionamento: VELOCIDADE Velocidade mínima: Não há Velocidade máxima: Menor ou igual a 3 m/s Menor ou igual a 14 x (D)0,5 (D em metros) 73 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES â á C GParâmetros hidráulicos de dimensionamento: PERDA DE CARGA Perda de carga distribuída Perda de carga locali ada Perda de carga T l+ =distribuída localizada Total Ao longo da tubulação Em conexões, peças especiais, válvulas, etc Perda de carga total é função de: Viscosidade do fluído Rugosidade das paredes Comprimento da canalização Singularidades 74 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES â á C GParâmetros hidráulicos de dimensionamento: PERDA DE CARGA Perda de carga distribuída: Perda de carga unitária (J) x Comprimento real da tubulação 75 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES â á C GParâmetros hidráulicos de dimensionamento: PERDA DE CARGA Perda de carga localizada: Método dos comprimentos equivalentesg p q Comprimento equivalente: comprimento de tubulação que produzirá uma perda de carga distribuída igual à perda de carga localizada produzida lpela peça. DN Fonte: Tigre 76 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES â á C GParâmetros hidráulicos de dimensionamento: PERDA DE CARGA Perda de carga total (H): Perda de carga unitária x (comprimento real da tubulação + comprimento equivalente) lelrJH Onde: H = perda de carga total (m.c.a ou kPa) J = perda de carga unitária (m.c.a/m ou kPa/m) lr = comprimento real da tubulação (perdas distribuídas)lr = comprimento real da tubulação (perdas distribuídas) le = comprimento equivalente (perdas localizadas) 77 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES â á SSÃO Condições estáticas (Desnível geométrico): Parâmetros hidráulicos de dimensionamento: PRESSÃO Condições estáticas (Desnível geométrico): Pressões não superiores a 400 kPa Condições dinâmicas (Desnível geométrico – perdas de carga): Em qualquer ponto de utilização a pressão não deve ser inferior a 10kPaEm qualquer ponto de utilização a pressão não deve ser inferior a 10kPa. Exceções: P d i d d í i d kPPonto da caixa de descarga - mínimo de 5 kPa Ponto de válvula de descarga – mínimo de 15 kPa Qualquer ponto da rede de distribuição – pressões mínima de 5 kPa. Sobre-pressões admissíveis de até 200 kPa 78 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Barrilete e colunas de distribuição Dreno Extravasor ou ladrão Chave Bóia Reservatório Superior Barrilete Tubo de Recalque Coluna de Distribuição Ramais de DistribuiçãoRamais de Conjunto Moto-BombaAlimentador Predial Tubo de Sucção Ramais de Distribuição Distribuição Ramal Predial Hidrômetro Reservatório InferiorCavalete Tubo de Sucção Rede Pública 79 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Depende exclusivamente da localização das colunas de distribuição, que devem estar de comum acordo com a equipe envolvida no projeto global do Barrilete e colunas de distribuição devem estar de comum acordo com a equipe envolvida no projeto global do edifício: 1 colocar registro no início de cada coluna ;1. colocar registro no início de cada coluna ; 2. determinar em cada trecho da coluna o somatório dos pesos; 3. calcular a vazão nos trechos da coluna; 4 determine a P para cada trecho do barrilete e em seguida as vazões4. determine a P para cada trecho do barrilete e em seguida, as vazões nos respectivos trechos; 5. avaliar perdas de carga; 6 estimativa dos diâmetros e verificações para o caso mais desfavorável6. estimativa dos diâmetros e verificações para o caso mais desfavorável, (determinar as pressões em todas as derivações do barrilete); 7. diâmetro mínimo do barrilete = 25 mm 8 determinar a pressão dinâmica mínima no início de cada coluna;8. determinar a pressão dinâmica mínima no início de cada coluna; Deve-se levar em conta a alimentação do aparelho que apresente a condição mais desfavorável – geralmente o chuveiro do último pavimento 80 81DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES é • Os diâmetros dos barriletes, colunas e ramais são determinados em função das vazões nos trechos e dos limites de velocidade Pré-dimensionamento das tubulações ç (Velocidade máxima: menor que 3,0 m/s ou 14x D1/2, a fim de não se produzirem ruídos excessivos) • Método dos Diâmetros Equivalentes ou Vazão Máxima Possível – uso simultâneo dos pontos de utilização. Ex: quartéis, escolas, cinemas, etc. • Método da Vazão Máxima Provável – recomendado para instalações de uso residencial e considera a probabilidade de uso simultâneo das peças:simultâneo das peças: PQ 3,0 O peso P é um dado experimental e estatístico e varia em função de três O peso P é um dado experimental e estatístico e varia em função de três fatores: Tempo de uso do aparelho; Intervalo de tempo entre usos consecutivos; Vazão própria do aparelho. 81 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES é Uma mesma coluna pode ter dois ou mais trechos com diâmetros Pré-dimensionamento das tubulações Uma mesma coluna pode ter dois ou mais trechos com diâmetros diferentes pois a vazão de distribuição diminui a medida que se atinge os pavimentos inferiores – considerando critérios de economia ao se subdividir a coluna em vários diâmetros;ao se subdividir a coluna em vários diâmetros; Deve-se colocar um registro de gaveta no início de cada coluna; Sub-ramal é a canalização que liga o ramal à peça de utilização doç q g p ç ç aparelho sanitário; Os sub-ramais são pré-dimensionados em função do ponto de utilização que atendem;utilização que atendem; A tabela a seguir apresenta os diâmetros mínimos para os sub- ramais para cada ponto de utilização; Em geral os construtores adotam diâmetro interno mínimo de 20mm e usam bucha de redução 20/15mm na espera para o ponto de utilização.utilização. 82 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES é Â Í Pré-dimensionamento das tubulações DIÂMETROS MÍNIMOS PARA OS SUB-RAMAIS DE ÁGUA FRIA (PVC) 83 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES á é Diferença de cotas S b ( ) Comprimentos Perda de carga Pressão í Pressão requerida Câ Perda de PressãoBarrilete / / Pesos Modelo de cálculo – pré-dimensionamento de tubulações Sobe (-) Desce(+) P P (l/s) (mm) (m/s) (m/m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) disponível residual no ponto de utilização Real Equivalente Total Tubos Conexões e Registros Total Diâmetro Velocidade carga unitária Pressão disponívelcoluna / ramal Trecho Vazão Unitário Acumulado Planilha adaptada da NBR 5626 84 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES é Para o dimensionamento do barrilete, colunas de água fria, ramais e sub- ramais, preparar uma planilha de acordo com o seguinte procedimento: Pré-dimensionamento das tubulações p p p g p 1) Preparar o esquema isométrico da rede e numerar cada nó; Coluna 2 - Introduzir na planilha a identificação de cada trecho; C l 3 D t i d d d t h d dColuna 3 - Determinar a soma dos pesos de cada trecho da rede Coluna 4 –Preencher com a soma dos pesos acumulados; Coluna 5 - Calcular a vazão estimada para cada trecho PQ 3,0p Coluna 6 - Determinardiâmetro dos condutos em cada trecho nomograma de pesos e vazões (NOMOGRAMA EM ANEXO); Coluna 7 - Calcular a velocidade da água em cada trecho: Q g – V < 3,0 m/s e V< 14 x (D)0,5; Coluna 8 - Calcular perda de carga unitária ou usar nomograma para o cálculo da perda;da perda; D Q J 75,4 75,1 61069,8 J (kPa/m) Q (l/s) D (mm) Para tubos de PVC: Coluna 9 - Determinar a diferença de cotas entre entrada e saída de cada trecho, considerando positiva quando a entrada tem cota superior à saída e negativa em caso contrário; 85 Vazões em função da soma dos pesos, e diâmetros INTERNOS indicados para v < 3,0 m/s. 86 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES é Coluna 10 - Determinar a pressão disponível na saída de cada trecho, somando ou subtraindo a pressão residual na sua entrada. Esta é dada pela soma da pressão residual na entrada do trecho com a diferença de cota entre entrada e Pré-dimensionamento das tubulações pressão residual na entrada do trecho com a diferença de cota entre entrada e saída. Coluna 11 - Preencher o comprimento real de canalização no trecho. Coluna 12 : Preencher com o comprimento equivalente em cada trechoColuna 12 -: Preencher com o comprimento equivalente em cada trecho. (TABELAS de comprimento equivalente) Coluna 13: Preencher com a soma de Lreal e Lequiv; C l 14 P h d t t d d itá i ( l 8)Coluna 14: Preencher com o produto entre a perda de carga unitária (coluna 8) e comprimento real; Coluna 15: Preencher com o produto entre a perda de carga unitária (coluna 8) e comprimento equivalente (coluna 12);p q ( ); Coluna 16: Preencher com o produto entre a perda de carga unitária (coluna 8) e comprimento total (coluna 13): Coluna 17: Preencher com a pressão disponível residual, dada pela diferençaColuna 17: Preencher com a pressão disponível residual, dada pela diferença entre pressão disponível (coluna 10) e perda de carga total (coluna 16). Coluna 18: Preencher com a pressão requerida no ponto de utilização. Em qualquer ponto da rede predial de distribuição, a pressão da água em condições dinâmicas (com escoamento) deve ser superior a 5 0 kPa (0 5 mca)condições dinâmicas (com escoamento) deve ser superior a 5,0 kPa (0,5 mca). Nos pontos de utilização, a pressão mínima é 1,0 mca, exceto caixa de descarga (0,5 mca) e válvula de descarga é 15 kPa (1,50 mca) 87 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES • Válvula de descarga 0 90 1 10 m Altura dos pontos de utilização • Válvula de descarga 0,90 - 1,10 m • Caixa de descarga suspensa* 2,00 m • Caixa de embutir 1,18 – 1,38 m, , • Caixa tipo acoplada ao vaso* 0,20 m • Banheira* 0,30 – 0,40 m • Bidê * 0,20 m • Chuveiro 2,00 a 2,20 m • Lavatório* 0 60 m• Lavatório 0,60 m • Tanque 0,90 m – 1,10 m • Pia de cozinha 1,10 m, • Mictório 1,05 m * Pontos que utilizam tubo flexível para conectar até a peça de utilização. 88 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES fRetrossifonagem A retrossifonagem pode ocorrer em aparelhos que apresentam a entrada de água potável abaixo do plano de transbordamento dosdo plano de transbordamento dos mesmos. Desta forma, devido a um entupimento na saída destes aparelhos e ao aparecimento de p p sub-pressões nos ramais ou sub- ramais a eles interligados, as águas servidas podem ser introduzidas nas canalizaçõesintroduzidas nas canalizações que conduzem água potável, contaminando-a. P d i f üê iPode ocorrer com mais freqüência em vasos sanitários e bidês. 89 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES fProteção contra o refluxo Dispositivo de separação atmosférica padronizada 90 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES fProteção contra o refluxo Dispositivo de proteção contra o refluxo 91 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES f Os aparelhos possíveis de provocar Proteção contra a retrossifonagem Os aparelhos possíveis de provocar retrossifonagem devem: – ser instalados em coluna, barrilete e reservatóriobarrilete e reservatório independentes; – podem ser instalados em coluna, b il t tó ibarrilete e reservatório comuns a outros aparelhos ou peças, desde que seu sub-ramal esteja protegido por dispositivo quebraprotegido por dispositivo quebra de vácuo; – podem ser instalados em coluna, barrilete e reservatório comunsbarrilete e reservatório comuns desde que a coluna seja dotada de coluna de ventilação. 92 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES f Válvula de quebra-vácuo Proteção contra a retrossifonagem Evita a ocorrência de pressões negativas nas tubulações. Utilizada em alternativa às colunas de ventilação, em pontos susceptíveis de ocorrência de retrossifonagemocorrência de retrossifonagem. São empregadas para proteção de tubulações de grande diâmetro e pequena espessura de parede. Não permite fluxo de dentro para fora da tubulação. 93 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES f A b l ã d il ã d i i í i Proteção contra a retrossifonagem A tubulação de ventilação deve seguir as seguintes características: – Ter diâmetro igual ou superior ao da coluna de onde se deriva; – Ser ligada à coluna a jusante do registro de passagem existente; – Haver uma tubulação de ventilação para cada coluna que serve lh í l d t ifa aparelhos passível de provocar retrossifonagem; – Ter sua extremidade livre acima do nível máximo admissível do reservatório superiorreservatório superior. 94 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES fProteção contra a retrossifonagem Esquema da ventilação da coluna – NBR 5626 95 5 m CAF 1 1 vaso sanitário c/ cx de descarga acoplada - VS 1 banheira – BA 1 Bidê – BD 0 , 1 5 1 Bidê BD 1 chuveiro - CH 1 lavatório - Lav 0,30 m 2 , 3 0 m CH 2 , 8 5 m 3 0 m e LavRG RP 2 0,10 m 1,30 m 0,90 m 0,90 m 0,35 m 1 , 3 b c 0,90 m 0 , 7 0 m VS 0,10 m 0,40 m 1,30 m 0,60 m 0,70 m 10 a b d BD 0,40 m c BA 0,30 m Isométrico dos banheiros atendidos pela CAF 1 e CAF 3
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