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INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS Prof. Ricardo Lemos Curso: Engenharia Civil CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 3 UNIDADE I – INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA UNIDADE II – INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE o UNIDADE III – INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ESGOTOS SANITÁRIOS IV – INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUAS o UNIDADE PLUVIAIS AVALIAÇÕES 5 1º Semestre: Prova escrita: 7,0 pontos Desenvolvimento de Projeto de água fria: 3,0 pontos 2º Semestre: Prova escrita: 7,0 pontos Desenvolvimento de Projeto de esgoto e água pluvial: 3,0 pontos UNIDADE I Instalações Prediais de Água Fria (IPAF) 9 REFERÊNCIAS 10 NBR 5626. 1998. Instalação Predial de Água Fria. MACINTYRE, Archibald Joseph. 2010. Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais. Editora Livros Técnicos e Científicos S. A. (LTC), 4° Edição, 596p. CREDER, Hélio. 2006. Instalações Hidráulicas e Sanitárias. Editora Livros Técnicos e Científicos S. A. (LTC), 6° Edição, 423p. CARVALHO JUNIOR, Roberto. 2013. Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura. Editora Blucher, 6° Edição, 342p. CONTEÚDO DA UNIDADE 11 Introdução e Objetivos Etapas de um projeto de instalação predial de água fria Componentes principais Sistemas de distribuição Reservatórios, estimativa de consumo e variáveis hidráulicas Traçado das tubulações e dimensionamentos Materiais e recomendações gerais Desenvolvimento do projeto de instalações prediais de água fria INTRODUÇÃO E OBJETIVOS 13 Projetos de uma Instalação Predial de Água Fria devem atender as Exigências e recomendações estabelecidas pela norma NBR 5626/1998: Preservar a potabilidade da água e garantir o fornecimento contínuo de água 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, consequentes 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. INTRODUÇÃO E OBJETIVOS 14 NBR 5626 Associação Brasileira de Normas Técnicas INTRODUÇÃO E OBJETIVOS 15 INTRODUÇÃO E OBJETIVOS 16 INTRODUÇÃO E OBJETIVOS 17 INTRODUÇÃO E OBJETIVOS 18 INTRODUÇÃO E OBJETIVOS 19 INTRODUÇÃO E OBJETIVOS 20 INTRODUÇÃO E OBJETIVOS 21 CONCEPÇÃO DO PROJETO (+ importante!) Tipo e ocupação do prédio; Capacidade atual e futura; Tipo do sistema de abastecimento; Pontos de utilização; Traçado do sistema de distribuição; Localização de reservatórios e aparelhos; Materiais a serem utilizados. Determinação de vazões; Fundamentos básicos de hidráulica; Determinação de diâmetros de canalizações e volumes de reservatórios; Verificação de velocidades limites (máximas); Verificação de pressões limites (máx. e min.). DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA ETAPAS DE UM PROJETO DE IPAF 22 ETAPAS DE UM PROJETO DE IPAF 23 O desenvolvimento do projeto das instalações prediais de água fria deve ser conduzido concomitantemente, e em conjunto (ou em equipe de projeto), com os projetos de arquitetura, estruturas e de fundações do edifício, de modo que se consiga a mais perfeita harmonia entre todas as exigências técnico- econômicas envolvidas. o Memorial descritivo e justificativo, norma de execução, especificações dos materiais e equipamentos a serem utilizados; Memorial de cálculo; Plantas, esquemas hidráulicos, desenhos isométricos e outros além dos detalhes que se fizerem necessários ao perfeito entendimento dos elementos projetados; Poderão ou não constar, dependendo de acordo prévio entre os interessados, as relações de materiais e equipamentos necessários à instalação e o orçamento do projeto. ELEMENTOS DO PROJETO ETAPAS DE UM PROJETO DE IPAF 24 Rede pública COMPONENTES PRINCIPAIS DA IPAF 25 Registro de Gaveta VR SISTEMA DIRETO SISTEMA INDIRETO POR GRAVIDADE SISTEMA INDIRETO HIDROPNEUMÁTICO SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO 26 SISTEMA MISTO Variáveis consideradas na escolha: Qsa: vazão do sistema de abastecimento Qpsd: vazão de pico do sistema de distribuição Psa: pressão do sistema de abastecimento Ppc: pressão do ponto de consumo Número de pavimentos RS RI+RS A alimentação predial é feita diretamente da rede de distribuição. Não utiliza reservatório: menor custo (Europa!) Supõe abastecimento público com continuidade, abundância e pressão suficiente Cuidados especiais contra o refluxo: Válvula de retenção SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO 27 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DIRETO VANTAGENS: Águade melhor qualidade devidoapresença de cloro residualnarede dedistribuição; Maior pressão disponível devidoapressão mínima de projeto em redes de distribuição pública ser da ordem de10m.c.a.; Menor custoda instalação, não havendo necessidade de reservatórios, bombas, registros de bóia,etc. DESVANTAGENS: Faltade águanocaso de interrupçãonosistema de abastecimentooudedistribuição; Grandes variaçõesde pressão ao longo do dia-picos de maioroudemenor consumo narede; Pressõeselevadasem prédios situadosnospontos baixos da cidade; Limitação davazão,não havendoapossibilidade de instalação de válvulas de descarga devido ao pequeno diâmetro das ligações domiciliares empregadas pelos serviços de abastecimentopúblico; Possíveisgolpe dearíete; Tem-seumaumento da reserva de águanosistemapúblico. SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO 28 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DIRETO A alimentação dos aparelhos, das torneiras e peças da instalação é feita por meio de reservatórios. Duas opções: (1) Apenas RS; (2) RI+RS RS RS RI SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO 29 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO INDIRETO POR GRAVIDADE SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO 30 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO INDIRETO POR GRAVIDADE o Pode-se construir 2 ou mais reservatórios elevados, cada um atendendo 12 a 13 pavimentos VANTAGENS: Fornecimento de água deformacontínua, poisemcaso de interrupçõesnofornecimento, tem-seumvolume de água asseguradonoreservatório; Pequenas variaçõesde pressãonosaparelhos ao longo dodia; Permiteainstalação de válvula dedescarga; Golpe de arietedesprezível; DESVANTAGENS: Possívelcontaminação da água reservada devidoàdeposição de lodono fundodos reservatóriose àintrodução de materiais indesejáveisnosmesmos; Menores pressões,nocaso da impossibilidade daelevaçãodo reservatório; Maiorcustoda instalação devidoanecessidade de reservatórios, registros de bóiae outrosacessórios. SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO 33 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO INDIRETO o Combinação do sistema direto e indireto por gravidade. Sistema direto apenas abastece alguns pontos de utilização, como torneira de jardim, torneiras de pias de cozinha e de tanques, situados em pavimento térreo. SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO 34 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO MISTO Tem-se como mais conveniente, para as condições médias brasileiras, o sistema de distribuição indireta por gravidade, admitindo o sistema misto desde que apenas alguns pontos de utilização situados no pavimento térreo, sejam abastecidos no sistema direto. Em geral segue-se o esquema para escolha: SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO 35 CONSIDERAÇÕES FINAIS Sub-sistema de alimentação Sub-sistema de reservação Sub-sistema de distribuição interna Ramal predial Cavalete/hidrômetro Alimentador predial Reservatório inferior Reservatório superior Barrilete Coluna Ramal Sub-ramal PARTES CONSTITUINTES DE UMA IPAF 37 Rede pública de abastecimento: é o ponto de partida da IPAF, embora não pertença a mesma. Ramal predial: também chamado de ramal externo, é a tubulação entre a rede pública de abastecimento e a instalação predial. PARTES CONSTITUINTES DE UMA IPAF 39 o Hidrômetro: aparelho instalado geralmente nas laterais dos prédios, para medir o consumo de água. Finalidade do hidrômetro: medirconsumos e reduzir desperdícios de água. o Alimentador predial: também chamado de ramal interno, é a tubulação existente entre o hidrômetro e a entrada de água no reservatório de acumulação. o Extravasor: serve para avisar do não funcionamento da válvula de bóia, dirigindo a descarga adequadamente. O extravasor também é conhecido como “ladrão” ou “aviso”. Sistema de recalque: o sistema de recalque atua no sentido de possibilitar o transporte de água do reservatório inferior para o reservatório superior, mediante o fornecimento de energia ao líquido. No sistema de recalque incluem-se a canalização de sucção, o conjunto motor-bomba e a canalização de recalque. Reservatório Inferior: Reservatório intercalado entre o alimentador predial e a instalação elevatória, destinada a reservar água e a funcionar como poço de sucção da instalação elevatória. Reservatório Superior: reservatório ligado ao alimentador predial ou à tubulação de recalque, destinado a alimentar a rede predial de distribuição. RESERVATÓRIOS Os reservatórios de água potável constituem uma parte crítica da instalação predial de água fria no que diz respeito à manutenção do padrão de potabilidade. PARTES CONSTITUINTES DE UMA IPAF 40 Colar ou barrilete: situa-se abaixo do reservatório superior e acima de laje-teto do último pavimento. É dotado de registros de gaveta que comandam toda distribuição de água. É aconselhável que o barrilete seja executado com um pequeno aclive (0,5 %) em direção ao reservatório. Coluna de água fria (CAF): é uma canalização vertical que parte do barrilete e abastece os ramais de distribuição de água. Ramal: é a canalização compreendida entre a coluna e os sub- ramais. Sub-ramal: é a canalização que conecta os ramais aos aparelhos de utilização. PARTES CONSTITUINTES DE UMA IPAF 41 A relação completa dos constituintes de uma instalação predial de água fria é apresentada na NBR-5626/98, item 3. PARTES CONSTITUINTES DE UMA IPAF 42 PARTES CONSTITUINTES DE UMA IPAF 43 PARTES CONSTITUINTES DE UMA IPAF 44 DESENHO ISOMÉTRICO PLANTA BAIXA ramal sub-ramais 32mm 32mm PARTES CONSTITUINTES DE UMA IPAF 45 32mm Peças correspondentes ao isométrico PARTES CONSTITUINTES DE UMA IPAF 46 1 32mm Nº Descrição Quant. 1 Tê de redução 90º soldável 50x32mm 1 2 Adaptador soldável curto com bolsa e rosca para registro 32mm x1” 2 3 Joelho 90º soldável 32mm 1 4 Tê 90º soldável 32mm 1 5 Tê de redução soldável 32x25mm 1 6 Bucha de redução soldável curta 32x25mm 2 7 Tê 90º soldável 25mm 1 8 Adaptador soldável curto com bolsa e rosca para registro 25mm x¾” 1 9 Luva soldável e com rosca 25mm x¾” 1 10 Joelho 90º soldável 25mm 1 11 Joelho 90º soldável com bucha de latão 25mm x¾” 2 12 Joelho de redução 90º soldável, com buchadelatão 25mm x½” 2 13 Registro de gaveta1” 1 14 Registro de pressão para chuveiro¾” 1 PARTES CONSTITUINTES DE UMA IPAF 48 MEDIÇÃO INDIVIDUALIZADA Reduzir distorção gerada pelas diferentes faixas de consumo que existem entre unidades habitacionais de um mesmo edifício; Traçado diferenciado das instalações convencionais; Em vez de colunas de água distribuídas em todas as áreas hidráulicas, são consideradas colunas de água centralizadas; A distribuição horizontal é feita em cada apartamento, gerando a necessidade de rebaixo de teto das unidades habitacionais. PARTES CONSTITUINTES DE UMA IPAF 49 MEDIÇÃO INDIVIDUALIZADA PARTES CONSTITUINTES DE UMA IPAF 50 MEDIÇÃO INDIVIDUALIZADA Em muitos casos a definição de adotar esta solução esbarra na decisão do construtor: necessita mais recursos; manter a sua forma de construir; não influencia na venda; esperar que o mercado adote o sistema, assim ele também o faz; Assim, a utilização acaba sendo forçada por Lei; No Brasil, Lei Federal nº 11.445/2007 alterada em 12/07/2016 Em Vitória, Lei Municipal 8354/2014 Em Serra, Lei Municipal 4500/2016 A norma apresenta algumas exigências e recomendações para os materiais e componentes empregados nas instalações prediais de água fria. Essas exigências e recomendações baseiam-se nas seguintes premissas: A potabilidade da água não pode ser colocada em risco pelos materiais com os quais estará em contato permanente; O desempenho dos componentes não deve ser afetado pelas conseqüências que as características particulares da água imponham a eles, bem como pela ação do ambiente onde acham-se inseridos. Os componentes devem ter desempenho adequado face às solicitações a que são submetidos quando em uso. As instalações prediais de água fria devem ser projetadas, MATERIAIS E COMPONENTES 52 executadas e usadas de modo a evitar ou minimizar problemas de corrosão (materiais metálicos) ou degradação (materiais plásticos). NBR 5626: aço galvanizado, cobre, ferro fundido, PVC rígido, etc Os tubos e conexões mais empregados são os de aço galvanizado e os de PVC rígido (Temp. máx 60o C); Os tubos de aço galvanizado suportam pressões elevadas sendo por isso muito empregado. O valor de referência que estabelece o diâmetro comercial desses tubos é a medida do diâmetro interno dos mesmos; Os tubos de PVC rígido são agrupados em três classes: classe 12 (6 kgf/cm2 ou 60 mca) classe 15 (7,5 kgf/cm2 ou 75 mca) classe 20 (10 kgf/cm2 ou 100 mca) O diâmetro comercial dos tubos de PVC é a medida do diâmetro externo dos mesmos. MATERIAIS E COMPONENTES 53 MATERIAIS, DIÂMETROS E PRESSÕES MATERIAIS E COMPONENTES 54 MATERIAL PLÁSTICO VANTAGENS: Baixos pesoe custorelativo; Boa resistênciaquímica; Baixocoeficiente deatrito; Baixa tendênciaaentupimento; Baixas condutividades elétricaetérmica; Baixocustodefrete; Fácil instalaçãoemanutenção; Segurança, quandoprotegido; DESVANTAGENS: Baixa resistênciaàtemperatura; Baixa resistênciaàpressão; Baixa resistênciamecânica; Alto coeficiente dedilatação; Baixa resistência física aochoque; Baixa resistência físico aofogo; MATERIAIS E COMPONENTES 55 Soldáveis As juntas são soldadas a frio por meio do adesivo próprio, Dispensam o uso de ferramentas e equipamentos específicos; Leveza do material; Resistência a produtos químicos; Excelente durabilidade, não sofrendo corrosão. TUBULAÇÕES DE PVC RÍGIDO 56 Roscáveis: Obras onde seja necessário desmontagens da linha para mudanças de projeto ou manutenções. Por terem maiores espessuras de paredes, apresentam vantagens em instalações aparentes (externas), contra eventuais choques ou impactos que possam ocorrer; O sistema Roscável facilita a desmontagem e o remanejamento das instalações nos casos de redes provisórias; Possui excelente resistência química. MATERIAIS E COMPONENTES TUBULAÇÕES DE PVC RÍGIDO MATERIAIS E COMPONENTES 57 TUBULAÇÕES DE PVC RÍGIDO Aplicações ideais Locais onde valores da norma não sejam ultrapassados; Prédios baixos e sem válvulas de descarga interligadas. Vantagens Leve e de fácil manuseio Alta resistência à corrosão Baixa condutividade térmica Menor perda de carga Menor custo. Desvantagens Baixa resistência ao calor Degradação por exposição aos raios UV Baixa resistência mecânica Produção de fumaça em gases tóxicos quando em combustão. MATERIAIS E COMPONENTES 58 TUBULAÇÕES DE PVC RÍGIDO Vantagens Estabilidade dimensional Incombustibilidade às temperaturas usuais de incêndios em edificações Maior confiabilidade nos dados de desempenho Durabilidade Desvantagens Suscetibilidade à corrosão Dificuldade de montagem Acumulação de depósitos por corrosão, suspensões e precipitação Maior custo MATERIAIS E COMPONENTES 59 TUBULAÇÕES DE AÇO CARBONO E COBRE MATERIAIS E COMPONENTES 60 TUBULAÇÕES DE AÇO CARBONO Os tubos de aço carbono são galvanizados pelo processo de imersão a quente em zinco fundido; Em sistema prediais de água fria, geralmente utiliza-se os de classe média, submetidos a pressão de teste de 5000 KPa (500 mca.); são fabricados em barras de 6,00 m de comprimento, rosqueadosnas extremidades e os diâmetros de referência variando de ½” até 5” MATERIAIS E COMPONENTES 61 TUBULAÇÕES DE COBRE Os tubos de cobre, são fabricados por extrusão e denominados “ tubos sem costura"; Em sistema prediais de água fria, geralmente utiliza-se tubos leves e extra-leves, compreendendo as classes A, E e I, com diâmetros nominais externos entre 15 mm e 104 mm, com pressões de serviço de 20,0 Kgf/cm2 até 88 Kgf/cm2; Curva 90º Curva 45º Joelho 90º Joelho 45º Tê Tê de redução PRINCIPAIS PEÇAS E CONEXÕES MATERIAIS E COMPONENTES PRINCIPAIS PEÇAS E CONEXÕES Adaptadores Luva Niple Bucha de redução Joelho roscável62 Válvula de bloqueio que funcionam completamente abertos ou fechados; Pequena perda de carga quando abertos; Instalados em ramais de alimentação, barriletes, etc. Utilização do bloqueio para eventual manutenção das peças. Válvula de gaveta Registro de Esfera MATERIAIS E COMPONENTES 63 Registros de Gaveta Registro de pressão ou globo - é instalado para controlar a vazão de água em chuveiros, banheiras, lavatórios e duchas higiênicas. Grande perda de carga Registro de pressão (Deca) As válvulas de globo, quando possuem a extremidade da haste com formato afilado, chamam-se válvulas de agulha e se prestam a uma regulagem fina da descargas. Válvula de agulha MATERIAIS E COMPONENTES 64 Registros de Pressão Instalado entre os registros de pressão de água fria e água quente MATERIAIS E COMPONENTES 65 Misturadores É muito utilizada nas tubulações que alimentam os reservatórios superiores de prédios, onde a água é bombeada. Quando a bomba é desligada, a água que estava sendo bombeada para cima tende a descer. A válvula automaticamente segura o retorno desta água, evitando assim que ela cause grande impacto na bomba. Provocam uma alta perda de carga, só devem ser usadas quando forem de fato imprescindíveis. Devem ser instaladas de tal modo que a ação da gravidade ajude o fechamento da válvula. Válvula de retenção do tipo portinhola MATERIAIS E COMPONENTES 66 Válvula de Retenção Instalada na extremidade inicial da tubulação de sucção com o objetivo de reter a coluna d’água, quando houver paralisação das bombas. Para o seu melhor funcionamento faz- se necessário que a tubulação de sucção, pelo menos seu trecho inicial, esteja na vertical. Em instalações com bombas afogadas ou submersas não há necessidade da válvula de pé, pois as bombas permanecem automaticamente escorvadas, mas normalmente o crivo não pode ser dispensado. Os crivos são dispositivos que evitam o acesso de material sólido grosseiro ou corpos estranhos ao interior da sucção MATERIAIS E COMPONENTES 67 Válvula de Pé com Crivo Quando a pressão no interior da tubulação ultrapassa um valor compatível com a resistência de uma mola calibrada para uma certa ajustagem, ela se abre automaticamente, permitindo a saída do fluido. Têm por finalidade regular a pressão a jusante da própria válvula, mantendo-a dentro de limites pre-estabelecidos. MATERIAIS E COMPONENTES 68 Válvulas Redutoras de Pressão MATERIAIS E COMPONENTES o Em prédios com mais de 40 metros de altura devem ser adotadas válvulas redutoras de pressão nas colunas de água fria. Cada coluna deve receber duas VRP em paralelo para que quando uma deva sofrer manutenção, a outra continue a proteger o sistema de distribuição. 69 Válvulas Redutoras de Pressão MATERIAIS E COMPONENTES 70 Válvulas Redutoras de Pressão A limitação de pressões e velocidades de escoamento máximas na rede buscam evitar problemas de emissão de ruídos e do golpe de aríete. A válvula de descarga é quem provoca a maior sobrepressão em uma instalação de água fria, e não se recomenda a se utilização desta. Caso necessária, recomenda que dimensione uma coluna exclusiva para atendê-las. o Atualmente são fabricados dois tipos de válvulas de descargas que permitem minimizar o problema do golpe de ariete por elas produzidas: Com fechamento gradativo: modifica-se a manobra de fechamento, fazendo-se com que o fluxo de água ocorra paulatinamente durante o tempo de funcionamento da válvula; Fechamento lento: aumenta-se o tempo de funcionamento consumo. da válvula, havendo um acréscimo no MATERIAIS E COMPONENTES 71 Válvula de Descarga MATERIAIS E COMPONENTES 72 Válvula de Descarga As caixas de descargas, principalmente as acopladas aos vasos, tem sido muito empregadas em lugar de válvulas de descarga, por apresentarem as seguintes vantagens: requerem diâmetros menores de tubulação; inexistência de problemas de pressões e; economia de construção. MATERIAIS E COMPONENTES 74 Caixa Acoplada MATERIAIS E COMPONENTES 75 Caixa Acoplada MATERIAIS E COMPONENTES 76 Reservatórios o Polietileno de baixa, média e alta densidade. o O peso proporcional do material facilita o transporte e a armazenagem dos reservatórios. Em geral, os flanges já são feitos na fábrica, reduzindo o tempo e os riscos na instalação. Outra vantagem é o interior de cores claras e a parede interna lisa. Com isso as sujeiras que eventualmente se incrustarem na superfície interna podem ser facilmente identificadas e removidas. o Pela grande capacidade de armazenamento de água, alguns modelos podem ser empregados em edifícios altos. Porém, como exigem a instalação de várias caixas em série, essa solução não é comum. Capacidade: de 310 a 6 mil litros Peso próprio: cerca de 20 kg para reservatório de 1 mil litros MATERIAIS E COMPONENTES 77 Reservatórios de Polietileno Recomendações o Dependendo da marca e capacidade, só pode ser instalado com base inteiramente apoiada; o Pode ser instalado ao ar livre, mas necessita de amarração especial para que o vento não desestabilize o reservatório com nível de água baixo Fontes: Tigre, Aqualimp, Fibratec, Eternit e Tinabrás MATERIAIS E COMPONENTES 78 Reservatórios de Polietileno o Por causa da estrutura do material, a fibra de vidro permite grandes reservatórios, de até 25 mil litros o Por isso, podem ser previstos no projeto de edificações, até como reserva para combate a incêndios; protetora de raios e o conseqüente o No interior, o reservatório conta com camada ultravioleta, evitando a incidência de luz desenvolvimento de algas; MATERIAIS E COMPONENTES 79 Reservatórios de Fibra de Vidro o Não impede que a água se aqueça caso a caixa esteja exposta ao sol. o Capacidade: de 100 a 25 mil litros o Peso: cerca de 20 kg para reservatórios com 1 mil litros MATERIAIS E COMPONENTES Recomendações: Deve ser instalado sobre base plana Necessita de amarração para ser instalado em ambientes externos Os furos para as conexões devem ser feitos no local com serras- copo. Fonte: Fibratec 80 Reservatórios de Fibra de Vidro
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