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INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA Professora: Isabelly Bezerra Braga Gomes UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES DIMENSIONAMENTO DO RAMAL PREDIAL E HIDRÔMETROS HIDRÔMETROS INSTRUÇÃO DE SERVIÇO 02/2009-GGC - CAERN ORDEM PARA DIMENSIONAMENTO • Sub-Ramais - Ramais – Colunas de alimentação - Barrilete SUB-RAMAIS TABELA 01 – DIÂMETRO MÍNIMOS DOS SUB-RAMAIS PEÇAS DE UTILIZAÇÃO Diâmetro(pol.) Diâmetro (mm) Aquecedor de alta pressão ½ 15 Aquecedor de baixa pressão ¾ 20 Bacia sanitária com cx de descarga ½ 15 Bacia sanitária com válvula de 20mm (3/4”) 1 ¼ 32 Bacia sanitária com válvula de 25mm (1”) 1 ¼ 32 Bacia sanitária com válvula de 32mm (1 ¼”) 1 ½” 40 Bacia sanitária com válvula de 40mm (1 ½”) 1 ½” 40 Banheira ½ - ¾ 15-20 Bebedouro ½ 15 Bidê/Ducha ½ 15 Chuveiro ¾ 20 Filtro de pressão ½ 15 Lavatório ½ 15 Máquina de lavar pratos ¾ 20 Máquina de lavar roupas ¾ 20 Mictório de descarga contínua por metro ½ 15 Pia de cozinha ¾ 20 Tanque lavar roupa ¾ 20 RAMAIS Existem duas forma de dimensionamento dos ramais: • Admitindo que há consumo simultâneo máximo possível de todos os aparelhos. • Considerando o consumo simultâneo máximo provável dos aparelhos. CONSUMO SIMULTÂNEO MÁXIMO POSSÍVEL Admitir que os diversos aparelhos servidos pelo ramal sejam utilizados simultaneamente. Esta hipótese ocorre, em geral em instalações de estabelecimentos onde há horário rigoroso para a utilização da água (fábricas, colégios, quartéis, etc.), principalmente de chuveiros e lavatórios. Para esse dimensionamento, toma-se como base ou unidade o tubo de 15mm (1/2”) ao qual se refere os diâmetros dos demais trechos, de tal modo que a seção do ramal em cada trecho seja equivalente, sob o ponto de vista de escoamento hidráulico, à soma das seções dos sub- ramais por ele alimentados. A tabela 2, fornece o número de encanamentos de 15mm(1/2”) que seriam necessários para permitir a mesma descarga: TABELA 02 – SEÇÔES EQUIVALENTES DIÂMETRO DOS CANOS EM POL(“) ½” ¾” 1” 11/4” 11/2” 2” 21/2” 3” 4” NÚMERO DE CANOS DE ½”-COM A MESMA CAPACIDADE 1 2,9 6,2 10,9 17,4 37,8 65,5 110,5 189 EXEMPLO DE CONSUMO SIMULTÂNEO MÁXIMO POSSÍVEL Queremos dimensionar um encanamento (ramal) que alimenta as seguintes peças, imaginando que são de uso simultâneo, em um colégio : 05 chuveiros e 05 lavatórios ¾” ¾” ¾” ¾” ¾” ½” ½” ½” ½” ½” O 19,5 A 16,6 B 13,7 C 10,8 D 7,9 E 5,0 F 4 G 3 H 2 I 1 J CHUVEIROS LAVATÓRIOS 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 TRECHOS EQUIVALÊNCIA DIÂMETRO (“) JI 1 ½ IH 2 ¾ HG 3 1 GF 4 1 FE 5 1 ED 7,9 1 ¼ DC 10,8 1 ¼ CB 13,7 1 ½ BA 16,6 1 ½ AO 19,5 2 RAMAL CONSUMO SIMULTÂNEO MÁXIMO PROVÁVEL Por razões de economia, é usual estabelecer como provável uma demanda simultânea de água menor do que a máxima possível. Essa demanda simultânea pode ser estimada tanto pela aplicação da teoria das probabilidades, como a partir da experiência acumulada na observação de instalações similares. CONSUMO SIMULTÂNEO MÁXIMO PROVÁVEL : EXPERIÊNCIA ACUMULADA NA OBSERVAÇÃO Baseia-se no fato de ser pouco provável o funcionamento simultâneo dos aparelhos de um mesmo ambiente (mesmo ramal). A NBR-5626 adota como metodologia de dimensionamento, o cálculo através da vazão máxima provável, onde são considerados os pesos das peças de utilização mostrados na tabela 03, onde: Q = 0,30 P Para essa aplicação, a NBR 5626 utiliza a experiência acumulada na observação de instalações similares. Observações : • O peso é função apenas de demanda. Não se leva em consideração os tempos e os intervalos de funcionamento dos aparelhos ao estabelecê-lo; • Pelo processo da NBR-5626, nunca se somam vazões (l/s), mas sim, apenas os pesos, para todos os trechos da rede de distribuição. Somente depois de determinado o peso correspondente a um determinado trecho é que se passa ao cálculo da vazão correspondente. Queremos dimensionar um encanamento (ramal) que alimenta um 01 lavatório, 01 bacia sanitária com válvula de descarga, 01 banheira e 01 chuveiro. - Bacia sanitária (com válvula) 32,00 - Lavatório 0,30 - Banheira 1,00 - Chuveiro 0,40 ∑P = 33,70 Entrando com esses dados no ábaco, temos que: Q = 1,75l/s, o que corresponde ao cano de 32mm ou 1 ¼ “. EXEMPLO DE CONSUMO SIMULTÂNEO MÁXIMO PROVÁVEL Tabela de % do Uso Simultâneo dos Aparelhos Sanitários (Mechanical and eletrical equipament for building, de Gay e Fawcet) PROBABILIDADE DE USO SIMULTÂNEO DOS APARELHOS SANITÁRIOS SOB CONDIÇÕES NORMAIS NO DE APARELHOS FATOR DE USO APARELHOS COMUNS (%) APARELHOS COM VÁLVULAS(%) 2 100 100 3 80 65 4 68 50 5 62 42 6 58 38 7 56 35 8 53 31 9 51 29 10 50 27 20 42 16 A determinação da porcentagem de utilização dos aparelhos é feita por cálculo matemático de probabilidade, que estabelecem uma fórmula aproximada de porcentagem do número de aparelhos que se deve considerar funcionando simultaneamente, em função do número total do que o ramal serve. CONSUMO SIMULTÂNEO MÁXIMO PROVÁVEL : TEORIA DAS PROBABILIDADES Dimensionar o ramal que vai alimentar 20 BWC, sendo consideradas as seguintes peças: bacia sanitária com válvula(1,7l/s) e banheira (0,30l/s). Solução: - Pelo consumo máximo provável, temos: Soma dos pesos dos aparelhos: Banheira : 1,00 Vaso sanitário: 32,00 ∑P = 33,00 Como são 20 BWC, temos: 20 x ∑P = 20 x 33 = 660. Calculando o valor de Q , temos: Q = 0,30 √ 660 = 7,71l/s → D = 60mm ou 2 ½” EXEMPLO DE CONSUMO SIMULTÂNEO MÁXIMO PROVÁVEL Dimensionar o ramal que vai alimentar 20 BWC, sendo consideradas as seguintes peças: bacia sanitária com válvula(1,7l/s) e banheira (0,30l/s). Solução: - 1,70(Q) x 20 x 0,16 (% de uso simultâneo – Tabela em anexo)= 5,44l/s - 0,30(Q) x 20 x 0,42 (% de uso simultâneo – Tabela em anexo) = 2,52l/s A vazão total é de 7,96l/s, que corresponde ao diâmetro de 60mm ou 2 1/2” EXEMPLO DE CONSUMO SIMULTÂNEO MÁXIMO PROVÁVEL Observação • Verificação do ponto mais desfavorável • Pressão • Velocidade • Perda de carga COLUNAS As colunas são dimensionadas trecho por trecho, para isso, será útil dispormos do esquema vertical da instalação, com peças que serão atendidas em cada coluna. O métodos utilizado é o da NBR-5626/98- ABNT de consumo máximo provável. Ver pdf Aula 05 ROTINA PARA DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES PLANILHA FORNECIDA PELA - NBR 5626 R O T E IR O P A R A E L A B O R A Ç Ã O D E P L A N IL H A F O R N E C ID A P E L A - N B R 5 6 2 6 EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Dados: comprimento real do barrilete ramificado (ponto B ao C) = 15,0m 1. Determinação dostrechos 2. Soma dos pesos 3. Cálculo da vazão Q = 0,30 P 4. Determinação do diâmetro 5. Determinação da Velocidade V=4.103 𝑄 𝜋.𝐷² , 𝑠𝑒𝑛𝑑𝑜 𝑄 𝑒𝑚 𝑙 𝑠 , 𝐷 𝑒𝑚 𝑚𝑚 e V em m/s 6. Perda de carga unitária J=8,69.106 𝑄1,75 𝐷4,75 , sendo Q em l s , D em mm e J em kPa/m 7. Diferença de cota 8. Comprimentos – reais e equivalentes B-C Real: 15m Equivalente: 2 tê passagem direta + 2 Joelhos 90º + 1 RG= 7,6*2+2*3,4+0,80= 22,8 Demais trechos Real: 3,15m Equivalente: 1 Tê de passagem lateral = 7,6 (50mm), 7,3 (40mm) e 4,6 (32mm) 9. Perdas de carga totais 10. Pressão disponível e pressão residual Pressão disponível = diferença de cota + pressão residual Pressão residual = pressão disponível – perda de carga total 11. Pressões necessárias para funcionamento TABELA 04- PRESSÕES ESTÁTICAS E DINÂMICAS NAS PEÇAS DE UTILIZAÇÃO Pontos de utilização Pressão estática Pressão dinâmica Mín. Máx. Mín. Máx. Aquecedor elétrico de alta pressão 1,00 40,00 0,50 40,00 Aquecedor elétrico de baixa pressão 1,00 5,00 0,50 4,00 Aquecedor a gás de alta pressão 1,00 40,00 Aquecedor a gás de baixa pressão 1,00 5,00 Bebedouro 2,00 40,00 Chuveiro elétrico de ½” – 15mm 2,00 40,00 Chuveiro elétrico de ¾” – 20mm 1,00 40,00 Torneira 0,50 40,0 Torneira de bóia para cx descarga – 15mm 1,50 40,00 Torneira de bóia para cx descarga – 20mm 0,50 40,00 Torneira de bóia para reservatórios 0,50 40,00 Válvula de descarga de alta pressão 3,00 40,00 2,00 6,00 Válvula de descarga de baixa pressão 2,00 40,00 1,20 4,00 TRECHO SOMA DOS PESOS VAZÃO ESTIMADA (l/s) DIÂMETRO (mm) VELOCIDAD E (m/s) PERDA DE CARGA UNITÁRIA (m/m) DIFERENÇ A DE COTA (m) PRESSÃO DISPONÍVEL (m) COMPRIMENTO (m) PERDA DE CARGA (m) PRESSÃO RESIDUAL (m) PRESSÃO REQUERIDA (m) REAL EQUIVALENT E TUBULAÇÃ O CONEXÕE S TOTAL BC 384 5,88 75 1,33 0,02 3,8 3,80 15 22,8 0,359 0,545 0,904 2,90 2 CD 352 5,63 50 2,87 0,15 3,15 6,05 3,15 7,6 0,479 1,156 1,635 4,41 2 DE 320 5,37 50 2,73 0,14 3,15 7,56 3,15 7,6 0,441 1,063 1,504 6,06 2 EF 288 5,09 50 2,59 0,13 3,15 9,21 3,15 7,6 0,402 0,970 1,372 7,84 2 FG 256 4,80 50 2,45 0,12 3,15 10,99 3,15 7,6 0,363 0,875 1,237 9,75 2 GH 224 4,49 50 2,29 0,10 3,15 12,90 3,15 7,6 0,323 0,778 1,101 11,80 2 HI 192 4,16 50 2,12 0,09 3,15 14,95 3,15 7,6 0,282 0,680 0,962 13,98 2 IJ 160 3,79 50 1,93 0,08 3,15 17,13 3,15 7,6 0,240 0,580 0,82 16,31 2 JK 128 3,39 50 1,73 0,06 3,15 19,46 3,15 7,6 0,198 0,477 0,675 18,79 2 KL 96 2,94 40 2,34 0,14 3,15 21,94 3,15 7,3 0,444 1,028 1,472 20,47 2 LM 64 2,40 40 1,91 0,10 3,15 23,62 3,15 7,3 0,311 0,721 1,032 22,59 2 MN 32 1,70 32 2,11 0,16 3,15 25,74 3,15 4,6 0,490 0,715 1,205 24,53 2 Barrilete Método de Hunter Fixamos a perda de carga em 8% = J = 0,08 Vazão Total no último pavimento – QB Q = 0,30 P sendo P = ao somatório dos pesos acumulados de todas as colunas no último pavimento Então entramos no ábaco de Fair-Whipple-Hsiao, determina-se o diâmetro do barrilete. Dimensionar um barrilete, segundo a NBR 5626, que alimenta as 4 colunas de distribuição, conforme desenho e quadro abaixo: Método das seções equivalente
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