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Instalações Hidráulicas ARQUITETURA E URBANISMO CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DO CEARÁ Professora: Ana Laryssa Rocha Sabóia Eng. Civil/Segurança do Trabalho Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) • As colunas são dimensionadas trecho por trecho, e, para isso, será útil já dispormos do esquema vertical da instalação, com as peças que serão atendidas em casa coluna. • É bom lembrar que, em vez de ramais muito longos, é preferível criar novas colunas. • Devemos evitar colocar em uma mesma coluna vasos sanitários com válvulas de descarga e aquecedores, pois devido ao golpe de aríete, eles ficarão avariados em pouco tempo. Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) • Será sempre recomendável projetar, nos banheiros, uma coluna atendendo somente as válvulas e outra para atender as demais peças. • A NBR – 5626 sugere uma planilha de cálculo das colunas que facilita o dimensionamento, além da constatação das velocidades e vazões máximas e a pressão dinâmica a jusante. Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) • Devemos observar a seguinte marcha de cálculo: a) numerar a coluna; b) Marcar com letras os trechos em que haverá derivações para os ramais; c) Somar os pesos de todas as peças de utilização (Tabela); d) Juntar os pesos acumulados no trecho; e) Determinar a vazão, em l/s, usando a figura a seguir. f) Arbitrar um diâmetro D (mm); Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) g) Obter os parâmetros hidráulicos, ou seja, velocidade V, em m/s, e a perda de carga J, em m/m, (Figuras a seguir), conhecidos o diâmetro e a vazão; caso a velocidade seja superior a 2,5 m/s, devemos escolher um diâmetro maior; h) Para saber o comprimento real L da tubulação, basta medirmos na planta, indicando o comprimento em m; Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) i) O comprimento equivalente é resultante das perdas localizadas nas conexões, nos registros, nas válvulas etc., e representa um acréscimo ao comprimento real. Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) j) O comprimento total Lt é a soma do comprimento real com o equivalente; l) A pressão disponível no ponto considerado representa a diferença de nível entre o meio do reservatório e esse ponto. É medida em metros de coluna de água; m) A perda de carga unitária, em mca, é obtida do modo indicado no item g; Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) n) A perda de carga total, em mca, é obtido, multiplicando-se o comprimento total (item j) pela perda de carga unitária (item m), ou seja: o) De posse da pressão disponível (item l), subtraindo a perda de carga total (item n), temos a pressão dinâmica a jusante, em mca. Essa pressão deve ser verificada para cada peça, para ver se está dentro dos limites especificados (Tabela). Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Exemplo Queremos dimensionar as colunas 1, 2 e 3 de um edifício residencial de quatro pavimentos, que atendam às seguintes peças por pavimento: Coluna 1: aquecedor, banheira, chuveiro, lavatório e bidê, no 2º, 3º e 4º pavimentos, e vasos sanitário (com caixa de descarga), banheira, chuveiro, lavatório e bidê, no 1º pavimento. Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Exemplo Coluna 2: vaso sanitário com válvula de descarga. Coluna 3: vaso sanitário com válvula de descarga, pia, filtro, tanque e chuveiro. Pé direito: 3 metros. A tubulação será de ferro galvanizado. A pressão disponível na derivação do 4º pavimento é igual a 5,5 mca. O comprimento real da tubulação até a derivação, no 4º pavimento é igual a 10,50 m. Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Exemplo Supomos que, entre os pontos A e B, existam as seguintes peças: registro de gaveta de 2 ½” (63 mm), tê de 2 ½” (63 mm), curva de raio longo 1 ¼” (32 mm) e tê de 1 ¼” (32 mm). Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Coluna 1: Faremos o dimensionamente de acordo com a marcha de cálculo sugerida. Temos os seguintes pesos no 2º, 3º e 4º, pavimentos: Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Coluna 1: na Planilha A preencheremos os itens a,b,c e d da marcha de cálculo sugerida. Temos os seguintes pesos no 2º, 3º e 4º, pavimentos: Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução No primeiro pavimento temos: Total da coluna 1: 12,6 + 2,8 = 15,4 Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Prosseguindo a marcha de cálculo, obtemos os seguintes resultados em cada item. Entrando com esse valor na figura ao lado, temos vazão igual a 1,17 l/s (item e). Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução 1,5 0,5/10 = 0,05 0,05/2 = 0,025 0,05 x 3 = 0,15 0,15 + 0,02 = 0,17 Vazão igual a 1,17 l/s. Vazão Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução 1,5 Arbitramos o diâmetro em 32 mm (1 ¼”) (item f). Vazão Diâmetro Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Velocidade – Ábaco: Velocidade = 1,5 m/s (item g). Q(l/s)V(m/s) 1,5 1,17 Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução L = 10,5 m (dado no problema) (item h). Temos as seguintes perdas localizadas (item i): Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução L = 10,5 m (dado no problema) (item h). Temos as seguintes perdas localizadas (item i): Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Comprimento total = 10,5 + 7,43 = 17,9 m (item j). Pressão disponível 5,50 mca (dado do problema) (item l). Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Perda de carga unitária: Perda de carga unitária = 0,13 mca/m (item m). Q(l/s)V(m/s) 1,5 1,17 J(m/m) 0,13 Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Perda de carga total = Comprimento total x perda de carga unitária Perda de carga total = 17,9 x 0,13 = 2,37 mca (item n). Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total Pressão a jusante = 5,5 – 2,37 = 3,13 mca (item o). Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Com essa pressão, todas as peças ligadas ao ramal funcionarão satisfatoriamente. Para dimensionar os demais trechos da coluna 1, procedemos de modo análogo, considerando que a pressão disponível será a pressão a jusante no trecho mais o desnível entre esse trecho e o conto considerado. Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Coluna 2: Trecho A – F (item b). Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Coluna 2: vaso sanitário com válvula de descarga. Peso unitário = 40,0 (item c). Peso acumulado = 40 x 4 = 160,0 (item d). Dimensionamento das Colunas Solução Coluna 2: Vazão = 3,8 l/s (item e). Diâmetro = 50 mm (2”) (item f). Peso 160 Vazão 3,8 l/s Diâmetro Dimensionamento das Colunas Solução Coluna 2:Velocidade = 1,9 m/s (item g). Q(l/s)V(m/s) 1,9 3,8 Dimensionamento das Colunas Solução Coluna 2: Comprimento real = 7,5 (tirado da planta) (item h). Perdas de cargas localizadas (comprimentos equivalentes)(item i): Dimensionamento das Colunas Solução Dimensionamento das Colunas Solução Dimensionamento das Colunas Solução Dimensionamento das Colunas Solução Dimensionamento das Colunas Solução Coluna 2: Comprimento real = 7,5 (tirado da planta) (item h). Perdas de cargas localizadas (comprimentos equivalentes) (item i): Dimensionamento das Colunas Solução Coluna 2: Comprimento total = 7,5 + 8,6 = 16,1 m (item j). Pressão disponível 5,50 mca (dado do problema) (item l). Dimensionamento das Colunas Solução Coluna 2: Perda de carga unitária Perda de carga unitária = 0,12 m/m Q(l/s)V(m/s) 1,9 3,8 J(m/m) 0,12 Dimensionamento das Colunas Solução Coluna 2: Perda de carga total = Comprimento total x perda de carga unitária Perda de carga total = 16,1 x 0,12 = 1,93 mca (item n). Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total Pressão a jusante = 5,5 – 1,93 = 3,13 mca (item o). Para os demais trechos, procedemos de modo semelhante. Dimensionamento das Colunas Solução Coluna 3: vaso sanitário com válvula de descarga, pia, filtro, tanque e chuveiro. Dimensionamento das Colunas Solução Coluna 3: Pesos unitários (item c). Pesos acumulados = 42,3 x 4 = 169,2 (item d). Dimensionamento das Colunas Solução Coluna 3: Vazão = 3,9 l/s (item e). Diâmetro = 50 mm (2”) (item f). Peso 169,2 Vazão 3,9 l/s Diâmetro Dimensionamento das Colunas Solução Coluna 2:Velocidade = 1,8 m/s (item g). Perda de carga localizada = 0,12 m/m. Q(l/s)V(m/s) 1,8 3,9 J(m/m) 0,12 Dimensionamento das Colunas Solução Coluna 2: Comprimento real = 8,5 (item h). Comprimento equivalente = 7,6 (item i). Comprimento total = 8,5 + 7,6= 16,1 m (item j). Pressão disponível 5,50 mca (dado do problema) (item l). Dimensionamento das Colunas (Método de Hunter) Solução Perda de carga localizada = 0,12 m/m (item m). Perda de carga total = Comprimento total x perda de carga unitária Perda de carga total = 16,1 x 0,12 = 1,93 mca (item n). Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total Pressão a jusante = 5,5 – 1,93 = 3,57 mca (item o). Obrigada pela atenção! Até a próxima aula!
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