Instalações e Equipamentos Hidrossanitários Aulas 3 e 4 Água Fria Alimentação%2c Medição%2c Distribuição%2c Reservatórios

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Instalações Hidrossanitárias
Aulas 3 e 4 
Introdução as instalações de Água Fria (alimentação, medição, distribuição e reservatórios)
Profª Denise Botelho - denise.botelho@pro.unifacs.br
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Conjunto de tubulações, equipamentos, reservatórios e dispositivos destinados ao abastecimento dos aparelhos e pontos de utilização de água da edificação, em quantidade suficiente, mantendo a qualidade da água fornecida pelo sistema de abastecimento do local.
Norma técnica: NBR 5626/98 – fixa as exigências e recomendações relativas ao projeto, execução e manutenção da instalação predial de água fria.
ÁGUA FRIA (temperatura ambiente)
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De acordo com a norma, essas instalações devem ser projetadas de modo que, durante a vida útil da edificação, atendam aos seguinte requisitos:
preservar a potabilidade da água;
garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade adequada, com pressões e velocidades compatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos sanitários, peças de utilização e demais componentes;
promover economia de água e energia;
possibilitar manutenção fácil e econômica;
evitar níveis de ruído inadequados à ocupação do ambiente;
proporcionar conforto aos usuários, prevendo peças de utilização adequadamente localizadas, de fácil operação, com vazões satisfatórias e atendendo às demais exigências do usuário.
ÁGUA FRIA (temperatura ambiente)
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O sistema de água fria deve ser separado fisicamente de quaisquer outras instalações que conduzam água não potável, com as instalações de água de reuso ou de qualidade insatisfatória.
Os componentes da instalação não podem transmitir substâncias tóxicas à água ou contaminá-la por meio de metais pesados.
ÁGUA FRIA (temperatura ambiente)
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Componentes do sistema de água fria:
Alimentação
Medição
Abastecimento (distribuição)
Reservatórios
ÁGUA FRIA (temperatura ambiente)
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Uma instalação predial de água fria pode ser alimentada de duas formas: pela rede pública de abastecimento ou por um sistema privado.
Rede pública – a entrada de água será feita por meio do ramal predial, executado pela concessionária pública responsável pelo abastecimento (EMBASA).
É necessário fazer consulta prévia à concessionária, para obter as informações necessárias a eventuais limitações de vazão, variação de pressões, características da água, constância de abastecimento etc.
Água fria - Alimentação
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Sistema privado (poços artesianos) – a concessionária pública precisa ser informada e consultada previamente sobre o dispositivo a ser instalado no terreno.
Os tipos de poços variam de acordo com a tecnologia empregada, a proteção do meio ambiente, a segurança, as normas técnicas e o sistema de operação.
Água fria - Alimentação
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Toda concessionária de fornecimento de água, exige a colocação de um medidor de consumo, HIDRÔMETRO, instalado em um compartimento de alvenaria ou concreto, juntamente com um registro de gaveta. Toda essa instalação é chamada CAVALETE. 
Água fria - Medição
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A canalização que liga o cavalete ao reservatório interno (alimentador predial), geralmente é do mesmo diâmetro do ramal predial (que interliga a rede pública à instalação predial).
Os equipamentos de medição de água (e energia elétrica) serão instalados pelas concessionárias (EMBASA e COELBA), dentro da propriedade particular, próximo a via de acesso ao local. Normalmente nos muros divisórios ou paredes externa da edificação, voltados para a via pública, para facilitar a leitura dos dados. Precisam ser previstos ainda na fase de projeto. 
Água fria - Medição
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Água fria - Medição
Dimensões do abrigo para o cavalete
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Medição de água individualizada
A medição de água através de um único hidrômetro, normalmente utilizada nas instalações prediais, vem sendo substituída nos edifícios, pelo sistema de medição individualizado.
Esse sistema consiste na instalação de um hidrômetro no ramal de alimentação de cada unidade e tem por finalidade, racionalizar o uso e ser cobrado proporcional ao gasto de cada apartamento.
Água fria - Medição
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Existem três sistemas de abastecimento da rede predial de distribuição: direto, indireto e misto.
Cada um desses sistemas, possuem vantagens e desvantagens, que devem ser analisadas pelo projetista, conforme a realidade local e as características da obra.
Água fria – Sistemas de Abastecimento
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Sistema de Abastecimento Direto
É feita diretamente da rede pública, sem a existência de reservatório domiciliar, onde a distribuição é feita de forma ascendente. As peças de utilização de água são abastecidas diretamente da rede pública.
Água fria – Sistemas de Abastecimento
Esse sistema tem um baixo custo de instalação, mas quando há interrupção do fornecimento de água no sistema público, certamente haverá falta de água na edificação.
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Sistema de Abastecimento Indireto
Neste sistema, adotam-se reservatórios para minimizar os problemas referentes a falta ou irregularidade do fornecimento da água ou variações de pressão da rede pública.
Água fria – Sistemas de Abastecimento
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Água fria – Sistemas de Abastecimento
Sistema indireto sem bombeamento
É adotado quando a pressão da rede pública é suficiente para alimentar o reservatório superior. 
Os reservatórios internos precisam estar dispostos a uma altura superior a qualquer ponto de consumo. A alimentação é feita por gravidade.
A água armazenada pelo reservatório garante o abastecimento interno, mesmo que o fornecimento da rede pública seja interrompido.
É adotado em edificações de até três pavimentos (9m de altura).
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Água fria – Sistemas de Abastecimento
Sistema indireto com bombeamento
É adotado quando a pressão da rede pública não é suficiente para alimentar o reservatório superior ou em edifícios com mais de três pavimentos. 
É necessário a instalação de um reservatório inferior, de onde a água será bombeada até o reservatório superior por um sistema de recalque.
A alimentação da edificação será feita através do reservatório superior, por gravidade.
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Água fria – Sistemas de Abastecimento
Sistema indireto hidropneumático
Adotado sempre que há necessidade de pressão em determinado ponto da rede, que não é obtida pelo sistema indireto por gravidade ou quando por alguma razão, deixa-se de construir o reservatório elevado.
Esse sistema requer um equipamento para pressurização da água a partir do reservatório inferior. 
Além de custo adicional, esse sistema precisa de cuidados especiais e manutenção periódica.
Na falta de energia elétrica, o sistema torna-se inoperante, necessitando de gerador como alternativa para o funcionamento.
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Água fria – Sistemas de Abastecimento
Sistema de Distribuição Mista
Nesse sistema, parte da alimentação da rede de distribuição predial é feita diretamente pela rede pública e parte pelo reservatório superior.
É o sistema mais usual e mais vantajoso, pois permite que algumas peças (torneiras externas, normalmente no térreo), possam ser alimentadas diretamente pela rede pública. 
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Água fria – Reservatórios
A principal causa para a instalação de reservatórios nas edificações se dá pela falta de regularidade na distribuição de água através da rede pública, devido às falhas do sistema de abastecimento e da rede de distribuição.
O abastecimento pelo sistema indireto, com ou sem bombeamento, ou sistema misto, necessita de reservatórios para garantir a regularidade do abastecimento sendo o reservatório superior responsável pela distribuição interna, por gravidade. 
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Água fria – Reservatórios
Precisa também ser levado em consideração a pressão da rede pública, que varia ao longo da sua distribuição.
Se o reservatório superior estiver situado a uma altura que não seja atingida por essa pressão, a rede não terá capacidade para alimentá-lo. 
Nesse caso, precisa ser instalado um sistema de recalque,
que será constituído por dois reservatórios (inferior e superior), onde o inferior recebe a água da rede pública e alimenta o superior por meio de um conjunto motor e bomba. Daí, o superior alimentará normalmente os pontos de consumo, por gravidade.
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Água fria – Reservatórios
Reservatórios de maior capacidade (acima de 4.000 l) devem ser divididos em dois ou mais compartimentos, interligados entre si, por meio de barriletes, com registros, de forma a permitir operações de manutenção sem interrupção da distribuição de água.
Em alguns tipos de obra, deve ser previsto também uma reserva de incêndio, que deverá ser acrescida à capacidade destinada ao consumo normal.
Além do dimensionamento e da localização dos reservatórios, deve-se prever uma altura adequada para o barrilete e deve contar com facilidade de acesso para facilitar as operações de manobra dos registros e manutenção das canalizações.
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Água fria – Reservatórios
Reservatório superior
Pode ser alimentado pelo sistema de recalque ou diretamente, pelo alimentador predial.
Localiza-se habitualmente na cobertura, em uma posição o mais próxima possível dos pontos de consumo, de forma a diminuir a perda de carga e por economia da tubulação e suas conexões.
Em residências de pequeno e médio porte, os reservatórios localizam-se sob o telhado. Quando a reserva de água for superior a 2.000 litros, o reservatório deverá ser projetado sobre o telhado, com uma estrutura adequada de suporte.
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Água fria – Reservatórios
Reservatório superior
Essa estrutura pode ser de madeira ou concreto, independente da estrutura da obra. Deve-se evitar o apoio diretamente sobre as lajes e forros (sobrecarga na estrutura).
Nos prédios com mais de três pavimentos utiliza-se normalmente a caixa de escada para a locação do reservatório.
Na instalação é importante prever a facilidade do acesso ao reservatório para sua manutenção. O acesso ao seu interior, para inspeção e limpeza, deve ter uma abertura mínima de (60 x 60)cm.
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Água fria – Reservatórios
Reservatório inferior
Deve ser instalado em local de fácil acesso, isolado, e afastado das tubulações de esgoto, para evitar que eventuais vazamentos contaminem a água do reservatório.
Quando localizados no sub-solo, as tampas deverão ser elevadas pelo menos 10cm em relação ao piso acabado (nunca rente a ele), para evitar sua contaminação pela infiltração de água.
No projeto, deve ser previsto um espaço físico para localização do sistema elevatório, que chamamos casa de bombas, com espaço suficiente para a instalação de dois conjuntos de bombas (uso + reserva). 
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Água fria – Reservatórios
Capacidade dos reservatórios
De acordo com a NBR 5626, a capacidade dos reservatórios deve ser calculada considerando-se o padrão de consumo de água do empreendimento e das condições de fornecimento do abastecimento público.
O volume de água para uso doméstico deve ser previsto com, no mínimo, 24h de consumo normal sem considerar a reserva de incêndio. Deve-se levar em conta também, a intermitência do abastecimento público. Podemos até dobrar para 48h, por segurança.
Essa capacidade é calculada em função da população e da natureza da edificação.
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Água fria – Reservatórios
Consumo de Água
Depende da disponibilidade de acesso ao abastecimento público, de aspectos culturais da população etc.
Estudos mostram que, no Brasil, uma pessoa gasta de 50 litros a 200 litros de água por dia.
Para calcular o consumo diário de água, é necessário saber: 
Pressão e vazão nos pontos de utilização;
Quantidade e frequência na utilização dos aparelhos;
População;
Clima;
Condições sócio-econômicas
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Água fria – Reservatórios
Consumo de Água
Na ausência de informações sobre os critérios, utilizam-se tabelas apropriadas para o cálculo do consumo diário de água. 
Verifica-se então, a taxa de ocupação de acordo com o tipo de uso da construção e o consumo per capita. O consumo diário será calculado pela seguinte fórmula:
Cd = P x q
Onde,
Cd = consumo diário (litros/dia);
P = população que ocupará a edificação (taxa de ocupação);
q = consumo per capita (litros/dia).
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Água fria – Reservatórios
Taxa de ocupação de acordo com a natureza do local
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Água fria – Reservatórios
Consumo predial diário (valores indicativos)
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Água fria – Reservatórios
Capacidade dos Reservatórios
Recomenda-se adotar, por segurança, a capacidade do reservatório, pelo consumo diário para dois dias. 
Dessa forma, a quantidade total de água a armazenar será calculada pela seguinte fórmula:
 Cr = 2 x Cd
Onde,
Cr = capacidade total do reservatório (litros);
Cd = consumo diário (litros/dia).
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Água fria – Reservatórios
Capacidade dos Reservatórios
Para os casos comuns de reservatórios domiciliares, recomenda-se a distribuição, a partir da reserva total (Cr):
Reservatório inferior – 60% Cr;
Reservatório superior – 40% Cr.
Esses valores são adotados de forma a aliviar a carga na estrutura.
A reserva de incêndio, usualmente é colocada no reservatório superior, que deve ter sua capacidade aumentada para comportar esse volume. A quantidade calculada deve ser de 15% a 20% do consumo diário.
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Água fria – Reservatórios
Exemplos de Dimensionamento:
Exercício 1: Calcular a capacidade dos reservatórios de um edifício residencial com 10 pavimentos, 2 apartamentos por andar, sendo que, cada apartamento possui 2 quartos e uma dependência de empregados. Adotar reserva de incêndio de 10.000 litros, prevista para ser armazenada no reservatório superior. Considerar residência médio padrão.
Cálculo do consumo diário: Cd = P x q
Considerando:	2 pessoas/quartos
		1 pessoa/quarto empregados
Número de apartamentos: 2 x 10 = 20 apartamentos
Consumo per capita (q): 200 litros/dia (residência médio padrão).
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Água fria – Reservatórios
Exemplos de Dimensionamento:
População que ocupará a edificação: P = (2 x 2) + 1 
P = 5 pessoas/apartamento x 20 apart = P = 100 pessoas
Cd = 100 pessoas x 200 litros / dia = 20.000 l/dia
CR = 2Cd = 2 x 20.000l CR = 40.000 litros
CR superior 	= (0,40 x 40.000) + 10.000 l (incêndio)
		= 26.000 litros
CR inferior	= (0,60 x 40.000) = 24.000 litros
1.000 litros = 1m3
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Água fria – Tipos de Reservatórios
Reservatórios moldados in loco:
São os reservatórios executados na própria obra. Geralmente são de concreto armado, utilizados para grandes reservas e construídos junto com a estrutura, fazendo parte do projeto estrutural do empreendimento.
Os reservatórios de concreto seguem o estabelecido na NBR 6118 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimentos.
Neste tipo de reservatório, a impermeabilização é um serviço essencial e pode ser executado de acordo com a NBR 9575 – Impermeabilização – Seleção e Projeto.
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Água fria – Tipos de Reservatórios
Reservatórios moldados in loco:
Para dimensionamento dos reservatórios moldados in loco, utiliza-se a seguinte fórmula:
V = S x h
Onde,
V = volume do reservatório (m3)
S = área do reservatório (m2)
h =altura da lâmina d’água do reservatório (m)
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Água fria – Tipos de Reservatórios
Reservatórios moldados in loco:
Exercício 2:
Calcular o volume em litros de um reservatório moldado in loco cuja área é de 6,0m2 e altura da lâmina d’água é 1,5m.
V = S x h = 6,0 x 1,5 = 9m3
1m3 = 1.000 litros, portanto, V = 9.000 litros
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Água fria – Tipos de Reservatórios
Reservatórios moldados in loco:
Exercício 3:
Qual deve ser a altura da lâmina d’água de um reservatório de 7.200 litros, cujas dimensões são (2,00 x 3,00)m
V = S x h
7,20 = (2,00 x 3,00) x h 
h = 7,2 / 6 = 1,2m
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Água fria – Tipos de Reservatórios
Reservatórios industrializados:
São fabricados basicamente de fibrocimento, metal, polietileno ou fibra de vidro.
Normalmente são utilizados para pequenas e médias reservas (entre 500l e 2.000l),
mas podem ser fabricados por encomenda para grandes reservas.
Os de PVC e fibra de vidro são os mais utilizados nas pequenas instalações, em função de possuir uma estrutura interna lisa, acumulando menos sujeiras sendo, portanto, mais higiênicos. São mais leves e tem encaixes mais precisos, além da facilidade de transporte, instalação e manutenção. Podem ser fabricados para grandes reservas.
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Água fria – Tipos de Reservatórios
Observações:
Todos os reservatórios devem possuir tampas para impedir a entrada de animais e corpos estranhos e preservar os padrões de higiene e segurança estabelecidos por norma.
Devem ser instalados em local ventilado e de fácil acesso para inspeção e limpeza. Recomenda-se um espaço mínimo em torno das caixas de 60cm. 
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Água fria – Tipos de Reservatórios
Observações:
Em todos os reservatórios devem ser previstas uma tubulação de extravasão (ladrão) e outra para limpeza.
Deve ser instalado sobre uma base estável, capaz de resistir aos esforços sobre ela atuantes. Essa base, normalmente de concreto, deve ter superfície plana, rígida e nivelada.
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Água fria – Tipos de Reservatórios
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Água fria – Altura do Reservatório
A altura do reservatório é determinante no cálculo das pressões dinâmicas nos pontos de consumo. Por isso, deve-se posicioná-lo a uma determinada altura, para que as peças de utilização tenham um funcionamento perfeito.
A altura do barrilete deve ser calculada e compatibilizada com o projeto de arquitetura.
Importante saber que a pressão não depende do volume d’água contida no reservatório e sim, da sua altura.
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Água fria – Localização do Reservatório
Além da altura, a localização inadequada do reservatório também pode interferir na pressão da água nos pontos de utilização. 
O reservatório deve estar localizado o mais próximo possível dos pontos de consumo, para que não ocorra perda de carga exagerada nas canalizações, o que acarretaria numa diminuição da pressão nos po ntos de consumo.
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Água fria – Localização do Reservatório
Sempre que possível, deve-se diminuir o número de conexões, além de encurtar o comprimento das canalizações para aumentar a pressão no início das colunas e nos pontos de utilização.
O ideal é posicionar o reservatório numa posição equidistante aos pontos de consumo, diminuindo as perdas de carga e a altura necessária para compensar essas perdas.
Também devem ser locados de modo adequado em função de suas características funcionais como: espaço, iluminação, ventilação, proteção sanitária, operação e manutenção.
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Água fria – Qualidade da Água
Todo reservatório deve ser construído de forma a não comprometer a qualidade da água.
Em geral, a localização imprópria, a negligência no uso, falta de cobertura e limpezas periódicas são os principais fatores que comprometem a qualidade da água.
Para garantir a potabilidade da água, é importante efetuar uma limpeza periódica nos reservatórios (2 vezes por ano). Empresas especializadas orientam a melhor maneira da desinfecção.
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Água fria – Resumo - Definições
Rede pública de distribuição de água – É aquela existente na rua, de propriedade da entidade responsável pelo fornecimento de água.
  Ramal predial – É a tubulação compreendida entre a rede pública de distribuição e o hidrômetro ou peça limitadora de vazão. Essa parte é dimensionada e executada pela concessionária, com as despesas por conta do interessado. 
 Hidrômetro – Aparelho instalado para medir o consumo de água. 
Ramal de alimentação – É a tubulação compreendida entre o hidrômetro e a entrada de água no reservatório de acumulação.
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Água fria – Resumo - Definições
Reservatório Inferior – É próprio dos edifícios com mais de três pavimentos. Geralmente projetado a armazenar um volume de água para dois dias de consumo, é dele que através do sistema de recalque, é alimentado o reservatório superior. 
Extravasor – Vulgarmente chamado "ladrão", serve para regularização do nível máximo e aviso de não funcionamento da válvula de boia. Tem que desaguar em locais visíveis e que chamem a atenção.
Reservatório Superior – É próprio dos edifícios com mais de três pavimentos ou em locais onde seja necessário o armazenamento de água por interrupção do abastecimento ou variação de vazão. Geralmente projetado para armazenar um volume de água para dois dias de consumo conjuntamente com o reservatório inferior. É dele que parte todo o sistema de alimentação dos pontos de consumo da edificação. 
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Água fria – Resumo - Definições
Sistema de Recalque – Sempre que houver a necessidade de transportar uma determinada quantidade de água de um reservatório inferior para um reservatório superior é necessário fornecer por meios mecânicos, uma certa quantidade de energia à água. O conjunto constituído pela canalização e meios mecânicos denomina-se Sistema de Recalque, onde nele se distinguem, o Conjunto de Moto-Bombas, onde nas instalações prediais é necessário o emprego de dois conjuntos de moto-bombas, ficando um de reserva para atender a eventuais emergências. Normalmente, se usam bombas acionadas por motores elétricos. Depois temos a Canalização de Sucção – que é a parte da tubulação que conduz água do reservatório inferior, até a bomba. Canalização de Recalque – é a que conduz a água da bomba ao reservatório superior.
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Água fria – Trabalho Prático
Iniciar o trabalho prático:
Planta de Situação – escala 1:100. Iniciar marcando o local onde será instalado o hidrômetro e o cavalete. Considerar um terreno com dimensões (25 x 30)m. Posicionar o projeto no terreno, informando sua entrada e orientação (Norte).
Projeto de Água Fria e Quente – escala 1:50. Posicionar o reservatório superior.
Memorial de Cálculo:
Abastecimento misto.
Calcular a capacidade do reservatório.
Considerar residência padrão médio + piscina.
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Obrigado!
denise.botelho@pro.unifacs.br
Denise Botelho