Aula 9 Instalações prediais de águas pluviais.pptx

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INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS
Aula 9 – Instalações 
Prediais de Águas Pluviais
Introdução 
5
Efeito da Urbanização no Ciclo Hidrológico
A captação das águas pluviais tem por
finalidade permitir um melhor escoamento,
evitando alagamento, erosão do solo e outros
problemas.
Introdução 
6
Impactos do desenvolvimento urbano ao meio ambiente
Introdução 
7
Ocupação Marginal
Impactos do desenvolvimento urbano ao meio ambiente
Evolução da ocupação de um leito de um rio
Introdução 
8
Impactos do desenvolvimento urbano ao meio ambiente
Evolução da ocupação de um leito de um rio
Aumento da ocupação marginal. 
Construção muros de estabilização. 
Remoção da zona inundável do rio.
Introdução 
9
Impactos do desenvolvimento urbano ao meio ambiente
Evolução da ocupação de um leito de um rio
Crescente ocupação das zonas de inundação natural
Introdução 
10
Impactos do desenvolvimento urbano ao meio ambiente
Evolução da ocupação de um leito de um rio
Despejo de esgoto sanitário in-natura no corpo hídrico
Introdução 
11
Impactos do desenvolvimento urbano ao meio ambiente
Aumento da urbanização 
Revestimento do corpo hídrico
Aumento do tráfego
Aumento de despejo de esgoto sanitário 
Aumento da impermeabilização
Introdução 
12
Impactos do desenvolvimento urbano ao meio ambiente
Evolução da ocupação de um leito de um rio
Degradação completa do corpo hídrico: cheiro 
ruim, cor, grande quantidade de lixo, banco 
de sedimentos, etc.
Introdução 
13
Impactos do desenvolvimento urbano ao meio ambiente
VAMOS ESCONDER O CORPO D’ÁGUA!!!
Falta de capacidade do rio canalizado 
Problemas de manutenção e ampliação
Introdução 
Impactos do desenvolvimento urbano ao meio ambiente
Qualidade das águas pluviais
O esgoto sanitário lançado nas redes 
de drenagem pluvial é tratado?? 14
Introdução 
Impactos do desenvolvimento urbano ao meio ambiente
Qualidade das águas pluviais
15
Introdução 
Águas pluviais
A água da chuva causa danos:
 à durabilidade das construções;
 à boa aparência das construções.
A água de chuva deve ser coletada e transportada à rede pública de 
drenagem pelo trajeto mais curto e no menor tempo possível.
No Brasil utiliza-se o Sistema 
Separador Absoluto, ou seja, 
rede de esgoto sanitário 
separada da rede de águas 
pluviais, pois as vazões
pluviais são bastante 
superiores às dos esgotos 
sanitários.
ÁGUA DA 
CHUVA
ESGOTO
16
Introdução 
Águas pluviais
 Os condutores de águas pluviais não podem ser usados para 
receber efluentes de esgotos sanitários ou como tubos de 
ventilação da instalação de esgotos sanitários.
 Os condutos da instalação predial de esgotos sanitários não 
podem ser aproveitados para a condução de águas pluviais.
As instalações prediais de águas 
pluviais devem apresentar:
 estanqüeidade;
 fácil desobstrução e 
limpeza;
 resistência às 
intempéries;
 resistência aos esforços.
17
Introdução 
Águas pluviais
18
Introdução 
Normas e decretos
NBR 10844/89
NBR 15527/07
19
Introdução 
Normas e decretos
A norma brasileira que trata das instalações prediais das 
águas pluviais é a NBR 10844/1989:
 aplica-se à drenagem de águas pluviais em coberturas e
demais áreas associadas ao edifício (terraços, pátios, quintais
e similares).
 não se aplica a casos onde as vazões de projeto e as
características da área exijam a utilização de bocas de lobo e
galerias.
 Fixa:
 uso de tomada das águas através dos ralos na cobertura e nas 
áreas;
 passagem da tubulação em todos os pavimentos (horizontal 
e/ou vertical);
 ligação dos condutores verticais de água pluvial às caixas de 
areia ou pátio;
 ligação do ramal predial à rede pública de drenagem urbana.
21
Introdução 
Partes constituintes da arquitetura
Cobertura: Parte de uma edificação que tem por
finalidade proteger as áreas construídas contra a ação
do clima
22
Introdução 
Partes constituintes da arquitetura
Águas da cobertura: É a área do telhado composta por
uma superfície plana, que por sua inclinação, conduz
para uma mesma direção ás águas das chuvas.
23
Introdução 
Partes constituintes da arquitetura
Água furtada: É o canal entre duas águas do telhado por 
onde escoam ás águas das chuvas.
24
Introdução 
Partes constituintes da arquitetura
Cumeeira: É a parte do telhado onde as águas do telhado 
se encontram.
25
Introdução 
Partes constituintes da arquitetura
Platibanda: É uma pequena parede (murada) utilizada
com a finalidade de esconder o telhado ou
simplesmente embutir as calhas do sistema de águas
pluviais.
26
Introdução 
Componentes do sistema
27
Principais variáveis no dimensionamento
 Altura pluviométrica (P)  volume de água precipitada 
por unidade de área => 1 mm  1 litro/m2
 Duração da precipitação (t)  período de tempo entre o 
início e o final do evento de precipitação.
 Intensidade de precipitação (I)  P/t  mm/h
 Curvas IDF
a Trb
(t c)d
I 
28
Principais variáveis no dimensionamento
Curvas Intensidade-Duração-Freqüência (IDF) a Trb
I 
(t c)d
29
Principais variáveis no dimensionamento
 Período de retorno (Tr)  número de anos em que, em 
média, ocorre uma determinada intensidade pluviométrica.
Tr 
1
F = freqüência de ocorrência
1
F
Tr 
1
  100anos 
F 0,01
NBR 10844  t  5 min (duração da precipitação)
Tr= 1 ano  áreas pavimentadas admitindo empoçamento 
Tr= 5 anos  coberturas e terraços
Tr= 25 anos  áreas onde o empoçamento não é tolerado
 Área de contribuição (A)  Áreas que interceptam a chuva 
e a conduzem a um mesmo ponto.
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30
Principais variáveis no dimensionamento
 Tempo de concentração (tc): Intervalo de tempo entre o início
da chuva e o momento onde toda a área de contribuição aporta
para uma determinada seção.
(Q)  vazão de referência para o Vazão de projeto
dimensionamento de diferentes elementos. É função da
intensidade pluviométrica, da área de contribuição e do tipo de uso 
do solo.
Percurso teórico 
da gota incidente 
mais distante
Condutor 
vertical
31
Constituintes
 Calha  Canal que recolhe a água de coberturas, terraços e 
similares e a conduz a um ponto de destino.
 Caixa de areia  Caixa utilizada nos condutores horizontais 
destinados a recolher detritos por deposição.
 Condutor horizontal  Canal ou tubulação horizontal que 
conduz as águas até os locais permitidos.
 Condutor vertical  Tubulação destinada a receber as 
águas das calhas e conduzi-las aos coletores horizontais.
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Constituintes
Ralo  Caixa com grelha destinada a receber as águas pluviais.
Ralo plano
Ralo hemisférico 
“abacaxi”
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Constituintes
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Materiais
Componentes Material
Calhas
Plástico rígido (PVC); Alumínio 
Alvenaria ou Concreto; Aço inoxidável 
Fibrocimento; Folhas-de-flandres
Fibra de Vidro; Chapas de aço galvanizado; 
Chapas de cobre
Condutores verticais
Plástico rígido (PVC) ; Alumínio 
Fibrocimento; Folhas-de-flandres; Fibra Vidro 
Ferro fundido; Aço inoxidável;
Aço galvanizado (chapas); Cobre (chapas)
Condutores horizontais
Plástico rígido (PVC); Alvenaria Concreto 
Ferro fundido; Fibrocimento
Cerâmica vidrada
Aço galvanizado; Cobre
Ralos
Cobre
Bronze; Ferro fundido
Plástico rígido (PVC)
Grelhas
Latão 
Metal
Ferro - fundido 
Plástico rígido (PVC)
35
Componentes de uma
Sistema 
com saída 
na sarjeta
36
Componentes de uma
37
Sistema 
com saída 
no coletor 
público
Arranjos
38A água pluvial de uma calha não pode ser despejada sobre um 
telhado diretamente.
Arranjos
39
A água pluvial não pode ser liberada na calçada, somente na sarjeta 
ou na rede pública.
Sistemas de Aproveitamento
oO sistema de aproveitamento da água da chuva é
considerado um sistema descentralizado de
suprimento de água, cujo objetivo é de conservar os
recursos hídricos, reduzindo o consumo de água
potável;
oAs técnicas mais comuns para coleta da água da
chuva são através da superfície de telhados ou
através de superfícies no solo;
oComponentes: a área de captação, telas ou filtros
para remoção de materiais grosseiros (folhas e galhos),
tubulações para a condução da água e o reservatório
de armazenamento.
Sistemas de Aproveitamento
Sistema de fluxo total
Sistemas de Aproveitamento
Sistema com derivação
Sistemas de Aproveitamento
Sistema com volume adicional de retenção
Sistemas de Aproveitamento
Sistema com infiltração no solo
Estimativas das variáveis
45
Vazão de projeto
Q = vazão de projeto (l/min) 
Método racional:
Q 
C.I .A
60
A = área de contribuição(m2)
I = intensidade pluviométrica (mm/h)
C = coeficiente de escoamento (áreas impermeáveis = 1)
Estimativas das variáveis
46
Intensidade pluviométrica
I = intensidade pluviométrica (mm/h)
 Baseada em dados pluviométricos locais;
 Determinada a partir da fixação da duração de precipitação 
(t=5min) e do período de retorno (Tr).
Ou utilizar o tc – quando conhecido com precisão
Construção com área de projeção  100 m2  I = 150 mm/h
Norma 10844 – Tabela com valores de Intensidade obtidos no 
estudo de Otto Pfafstetter (1957)
Estimativas das variáveis
47
Intensidade pluviométrica (duração 5 min)
Intensidade Pluviométrica (mm/h)
Local Período de Retorno
1 5 25
Bagé 126 204 234
Belém 138 157 185
Belo Horizonte 132 227 230
Fernando de Noronha 110 120 140
Florianópolis 114 120 144
Fortaleza 120 156 180
Goiânia 120 178 192
João Pessoa 115 140 163
Maceió 102 122 174
Manaus 138 180 198
Niterói 130 183 250
Porto Alegre 118 146 167
Rio de Janeiro (Jardim Botânico) 122 167 227
São Paulo (Santana) 122 172 191
Estimativas das variáveis
48
Intensidade pluviométrica
I = intensidade pluviométrica (mm/h)
Porto Alegre – Posto Aeroporto
826,8Tr 0,143
I 
(t 13,3)0,79
I (mm/h) ; Tr (anos); t (min)
1 ano  I = 83,2 mm/h
5 anos  I = 104,7mm/h
25 anos  I = 131,8 mm/h
5 min.
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Estimativas das variáveis
49
Intensidade pluviométrica
I = intensidade pluviométrica (mm/h)
Vitória - ES
4003,611Tr0,203
I 
(t  49,997)0,931
I (mm/h) ; Tr (anos); t (min)
1 ano  I = 95,98 mm/h 
5 anos  I = 133,1mm/h
25 anos  I = 184,5 mm/h
5 min.
Estimativas das variáveis
50
Área de contribuição
 Cobertura projeção horizontal
 Incrementos devido à inclinação da cobertura
 Incremento devido às paredes que interceptam a água 
da chuva
A2A = Ac + A1 + A2
A1
Ac
Estimativas das variáveis
51
Área de contribuição
Ação dos ventos  considerar um ângulo de inclinação 
da chuva em relação à horizontal
a  b c  a  b c
tg 2
Estimativas das variáveis
Área de contribuição – NBR 10844/89
52
Estimativas das variáveis
53
Área de contribuição – NBR 10844/89
Exercício
54
Exemplo 1: Qual a vazão de contribuição a um conduto vertical de um 
telhado com 2 águas de 95 m2 cada, em Maceió, para uma chuva 
com tempo de recorrência de 25 anos?
Exercício
55
Intensidade pluviométrica em Maceió, duração=5 min, TR=25 
anos
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Intensidade Pluviométrica (mm/h)
Local Período de Retorno
1 5 25
Bagé 126 204 234
Belém 138 157 185
Belo Horizonte 132 227 230
Fernando de Noronha 110 120 140
Florianópolis 114 120 144
Fortaleza 120 156 180
Goiânia 120 178 192
João Pessoa 115 140 163
Maceió 102 122 174
Manaus 138 180 198
Niterói 130 183 250
Porto Alegre 118 146 167
Rio de Janeiro (Jardim Botânico) 122 167 227
São Paulo (Santana) 122 172 191
Exercício
56
Exemplo 1: Qual a vazão de contribuição a um conduto 
vertical de um telhado com 2 águas de 95 m2 cada, em 
Maceió, para uma chuva com tempo de recorrência de 25 
anos?
174mm/h para Tr =25 anos
60 60

I  A 174mm / h 95m2
Q 
Q  275,5 l / min
Vazão de contribuição ao conduto vertical das duas águas: 
Q* = 275,5 L/min x 2 -> Q* = 551,0 L/min
Coberturas Horizontais de Laje
57
 As superfícies horizontais de lajes devem ter uma declividade
mínima de 0,5% de maneira a garantir o escoamento das águas
pluviais até os pontos de drenagem previstos.
 A drenagem deve ser feita por mais de uma saída, exceto nos
casos em que não houver risco de obstrução.
 As coberturas horizontais de laje deverão impedir o
empoçamento, exceto durante as tempestades, pois neste caso o
mesmo será temporário. Para tanto essas coberturas deverão ser
impermeáveis.
 Quando necessário, a cobertura dever ser subdividida em áreas
menores com caimentos de orientações diferentes.
 Os trechos da linha perimetral da cobertura, e das eventuais
aberturas na cobertura (escadas, clarabóias, etc), que possam
receber água em virtude do caimento devem ser dotados de
platibanda ou calha.
Coberturas Horizontais de Laje
58
Calhas
60
 A inclinação nos casos de calha tipo beiral ou platibanda 
deve ter no mínimo 0,5%.
 No caso decalha tipo água furtada, a inclinação deverá 
ser definida pelo projeto da cobertura.
Calha de Beiral Calha de Platibanda
Calha de Água Furtada
Calhas
61
Calha de Platibanda
Calhas
62
Calha de Platibanda
Calhas
63
A Norma ainda nos diz que:
Se a saída não estiver colocada em uma das 
extremidades, a vazão de projeto (calhas de 
beiral ou platibanda) deve ser correspondente 
à maior das áreas de contribuição;
 quando não se pode tolerar transbordamento
 extravasores;
Calhas
64
Calha
Grelha 
hemisférica 
de ferro 
fundido
Pescoço de chapa 
galvanizada
Buzinote 
extravasorCalha
Toco de 
tubo Redução 
excêntrica
Vista frontal
PlantaVista Lateral
Calhas
65
Seções usuais e disposições nas coberturas das calhas
Circular V Retangular Quadrada
Beiral
Platibanda com muro
Água Furtada
Calhas
66
Dimensionamento de Calhas
67
A seção transversal é calculada utilizando a fórmula de 
Manning Strickler e a equação de continuidade:

ÁreaA
Perímetro molhado
Rh
2/3
i
1/ 2
hn
Q  k  R
 Q: Vazão na seção final da calha em l/min ;
 K = 60.000 = coeficiente de transformação em m3/s para l/min;
 A: área molhada em m2;
 Rh: raio hidráulico em m;
 i: declividade da calha em m/m;
 n: coeficiente de Manning.
Dimensionamento de Calhas
68
8
3
 n Q

 75595,26 S
1
2
h  
8

3
 n Q
b  
 65146,02 S
1
2
Dimensionamento de Calhas
69
Capacidade das calhas semicirculares Tabela 3 –
PVC, fibrocimento, metais não ferroso e aço NBR-10844/89
Diâmetro Interno 
(mm)
Declividade
0,5% 1,0 % 2,0%
Vazão (L/min)
100 130 183 256
125 236 333 466
150 384 541 757
200 829 1167 1634
de continuidade
Lâmina de água igual à metade do diâmetro interno
Calculado por Manning-Strickler + equação 
(n=0,011)
Dimensionamento de Calhas
70
Calhas de beiral ou platibanda: quando a saída estiver a menos 
de 4 m de uma mudança de direção, a vazão de projeto deve 
ser multiplicada pelos seguintes coeficientes:
Tabela 1 –
NBR-10844/89
Saída Saída
d d
Conexão Condutor Horizontal / Condutor 
Vertical
71
Conexão Condutor Horizontal/ Condutor 
Vertical
72
Condutores Verticais
73
 Sempre que possível projetá-los em uma única prumada;
 Desvio deve ser feito com ângulo de 45º ou com curva de 
90º de raio longo;
 No caso de desvios, prever peças de inspeção;
 O diâmetro interno mínimo dos condutos verticais de seção 
circular é de 70 mm.
Condutores Verticais
74
Saída em arista viva
Com funil de saída
Dimensionamento de Condutores Verticais 
(Ábacos)
75
Q = vazão de projeto (l/min);
H = altura da lâmina de água na calha (mm); 
L = comprimento do condutor vertical (m);
D = diâmetro interno (mm).
Dimensionamento de Condutores Verticais 
(Ábacos)
76
Q = vazão de projeto (l/min);
H = altura da lâmina de água na calha (mm); 
L = comprimento do condutor vertical (m);
D = diâmetro interno (mm).
Dimensionamento de Condutores Verticais 
(Ábacos)
77
Exemplo 2:
a) Qual o diâmetro do condutor vertical para escoar 1400 L/min em um 
condutor com 3 metros de comprimento?
D= 90 mm  100 mm (comercial)
Q = vazão de projeto (l/min);
H = altura da lâmina de água na calha (mm); 
L = comprimento do condutor vertical (m);
D = diâmetro interno (mm).
Dimensionamento de Condutores Verticais 
(Ábacos)
78
b) Qual a altura mínima de água dentro da calha para escoar 
esta vazão?
H 8,5cm
Q = vazão de projeto (l/min);
H = altura da lâmina de água na calha (mm); 
L = comprimento do condutor vertical (m);
D = diâmetro interno (mm).
Dimensionamento de Condutores Verticais 
(Ábacos)
79
Exemplo 3:
a) Qual o diâmetro do condutor vertical para escoar 1400 L/min em um 
condutor com 3 metros de comprimento?
D= 90 mm  100 mm (comercial)
Q = vazão de projeto (l/min);
H = altura da lâmina de água na calha (mm); 
L = comprimento do condutor vertical (m);
D = diâmetro interno (mm).
Dimensionamento de Condutores Verticais 
(Ábacos)
80
b) Qual a altura mínima de água dentro da calha para escoar esta 
vazão?
H 7,6cm
Q = vazão de projeto (l/min);
H = altura da lâmina de água na calha (mm); 
L = comprimento do condutor vertical (m);
D = diâmetro interno (mm).
Dimensionamento de Condutores Verticais 
(Tabela)
81
Diâmetro de Condutos Verticais de Água Pluviais
Diâmetro do conduto (mm)
Área Máxima de contribuição 
(m2)
75 130
100 288
125 501
150 780
200 1616
Verificar com ábacos anteriores
Dimensionamento de Condutores Verticais 
(Tabela)
82
Diâmetro de Condutos Verticais de Água Pluviais de acordo as 
áreas de projeção horizontal em m2 (Uniform Plumbing 
Code, 1973)
Verificar com ábacos anteriores