289617213 Dimensionamento de Redes de Hidrantes

Prévia do material em texto

DIMENSIONAMENTO DE 
REDES DE HIDRANTES 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
 Para iniciarmos o dimensionamento 
das redes de hidrantes em uma 
edificação, temos que primeiramente 
definir qual o tipo de sistema a ser 
utilizado, à partir do tipo de ocupação 
do ambiente, consultando tabela na 
NBR – 13714/2000. 
 Com o tipo da ocupação, definimos o 
tipo de sistema pela tabela a seguir: 
TABELA PARA ESCOLHA DO 
SISTEMA – CONFORME NBR – 
13714/2000 
 
Grupo/Divisão	
   Tipo	
  
Mangueiras	
   Esguichos	
  
N° de saídas	
  
Vazão	
  
Diâmetro	
   Comprimento	
  
Tipo de jato	
  
Diâmetro	
  
L / min	
  
mm	
   m	
   mm	
  
A	
   1	
   25 	
   30	
   Regulável	
   -	
   1	
   80 	
  
Ver (nota 1 e 3)	
  
B,D,E,H,F1,F2, 
F3, F4, F5	
  
1	
   25	
   30	
   Regulável 	
   -	
   1	
   100	
  
Ver (nota 2 e 3)	
  
A,B,D,E,H,F1,F2
, F3, F4, F5	
  
1	
   40	
   30	
   Compacto	
   13	
   1	
   130	
  
Ver (nota3)	
  
C,F6,F7, F8, G, 
I1, I2	
  
2	
   40	
   30	
   Regulável/compacto	
  
-	
  
16	
  
2	
   300	
  
Ver (nota4)	
  
I3	
   3	
   65	
   30	
   Regulável/compacto	
  
-	
  
25	
  
2	
   900	
  
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
Notas: 
1) As edificações do grupo A (divisões A2 e A3), além da proteção do sistema tipo 1 (mangotinhos), com 
vazão mínima de 80 l/min, cada tomada de mangotinho deve ter acoplada uma saída de água com 
válvula angular para hidrante com mangueira de 40mm (1 ½”) de diâmetro. 
2) As edificações dos grupos B,D,E,H e as divisões F1,F2,F3,F4 e F5 (edifícios comerciais), além da 
proteção do sistema tipo 1 (mangotinhos), com vazão mínima de 100 l/min, cada tomada de 
mangotinho deve ter acoplada uma saída de água com válvula angular para hidrante com mangueira 
de 40mm (1 ½”) de diâmetro. 
3) As edificações estabelecidas para serem protegidas por sistema tipo 1 (mangotinhos), podem, 
opcionalmente, ser protegidas por um sistema alternativo de hidrantes com as seguintes 
características: 
 a) Mangueiras de incêndio com diâmetro de 40mm ( 1 ½”); 
 b) Esguicho de jato compacto de 13mm (1/2”) ou regulável; 
 c) Vazão mínima de 130 l/min no esguicho mais desfavorável hidraulicamente. Deve ser considerado o 
funcionamento simultâneo nos hidrantes mais desfavoráveis conforme especificações a seguir: 
 - um hidrante, quando a instalação constar com um hidrante; 
 - dois hidrantes, quando a instalação constar de dois a quatro hidrantes; 
 - três hidrantes, quando a instalação constar de cinco a seis hidrantes; 
 - quatro hidrantes, quando a instalação constar de sete ou mais hidrantes. 
 d) A reserva de incêndio deve ser determinada considerando o funcionamento simultâneo dos 
hidrantes especificados no item anterior, por um tempo mínimo de 60 minutos. 
 4) As edificações do grupo C e das divisões F6,F7 e F8, além da proteção por sistema tipo 2, com duas 
saídas de 40mm ( 1 ½”), cada uma delas com vazão de 300 l/min, devem ser dotadas do ponto de 
água com mangotinho. 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
Para o dimensionamento dos sistema de 
hidrantes, utilizamos o seguinte passo a 
passo: 
 
1) Estabelecer a classe de risco da edificação: NBR 
13714 – Conforme anexo D 
 No exemplo prédio residencial – Grupo A, sistema 1 
(hidrantes com mangotinhos). 
 
2) Lançamento da rede de hidrantes – prever pelo 
menos uma saída de hidrante por pavimento, 
localizado na área de circulação, preferencialmente 
junto à coluna de incêndio, diminuindo ao máximo as 
conexões e desvios de tubulações 
Esquema instalações incêndio 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
 
3) Determinação da vazão e da pressão mínima no 
hidrante mais desfavorável (H5): 
 
3.1) Determinação da vazão mínima no hidrante H5: 
 
 pH5 – pressão residual ou 
 dinâmica no esguicho do H5 
 QH5 – vazão mínima no H5 
 K – fator de vazão do esguicho 
 ( tabela 02 ) 
Tabela 02 – Características dos esguichos 
Tipo de 
orifício 
 
Diâmetro nominal 
 
Fator K 
 
mm 
 
Pol 
 
l/min.mca-1/2 
 
l/min.kPa-1/2 
 
Esguichos 
 
13 
 
½ 
 
32,5 
 
10,3 
 
16 
 
5/8 
 
51,4 
 
16,3 
 
19 
 
¾ 
 
73,8 
 
23,4 
 
22 
 
7/8 
 
101 
 
32,0 
 
25 
 
1 
 
132,3 
 
41,9 
 
32 
 
1 1/4 
 
206,4 
 
65,4 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
Com a vazão de 130 l/min e esguicho de 16mm, temos: 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
4) Determinação do diâmetro do ramal de alimentação do 
H5: 
 Para definirmos o diâmetro da tubulação de recalque, 
deve-se verificar a velocidade da água na tubulação, 
onde, o recomendável é que a mesma não seja 
superior à 5m/s. 
 A velocidade da água na tubulação será dada pela 
equação: 
 
 Vc = QH5 / Ac Vc – Velocidade na canalização 
 Ac – Área da canalização 
 QH5 – Vazão (m³/s) 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
A área da canalização será dada por: 
 
Ac = π . D² / 4 
 
Para a tubulação de recalque de 50mm = 0,05 m 
 
Ac = π . 0,05² / 4 = 0,00196 m² 
 
Vazão H5 = 130 l/min = 0,002167 m³/s 
 
Vc = 0,002167 / 0,00196 = 1,1 m/s < 5,0 m/s 
 VALOR ACEITÁVEL 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
5) Determinação da perda de carga no ramal de 
alimentação do H5: 
 
hpH5 = hpc + hpv + hpm + hpesg 
 
Onde: 
hpH5 – perda de carga total no ramal H5 
hpc – perda de carga no segmento de canalização 
hpv – perda de carga na válvula angular 
hpm – perda de carga na mangueira 
hpesg – perda de carga no esguicho 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
5.1) Perda de carga no segmento de canalização do 
ramal H5: 
 
 
 
 
QH5 – Vazão no hidrante 5 (m³/s) 
C – coeficiente Hazen-Willians ( tabela 03) 
dc – Diâmetro da canalização (m) 
ltc - Comprimento teórico da canalização 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
 
 
 
ltc = comprimento teórico da canalização 
lnc = comprimento linear da canalização 
leq = comprimento equivalente de canalização (tabela 04) 
 
Tabela 03 – Coeficiente de atrito “C” de 
Hazen - Williams 
Material da canalização	
  
Coeficiente de atrito “C”	
  
Canalizações	
  
Novas	
   ± 10 anos	
   ± 20 anos	
  
Ferro fundido ou dúctil, sem revestimento interno	
   100	
   -	
   -	
  
Ferro fundido ou dúctil, com revestimento de cimento	
  
140	
   120	
   105	
  
Ferro fundido ou dúctil, com revestimento de asfalto	
  
140	
   -	
   -	
  
Ferro fundido, com revestimento de epóxi 	
   140	
   130	
   120	
  
Aço preto (para sistemas de canalização seca)	
   100	
   -	
   -	
  
Aço preto (para sistemas de canalização molhada)	
   120	
   -	
   -	
  
Aço galvanizado	
   120	
   100	
   -	
  
Cobre	
   150	
   135	
   130	
  
PVC, polietileno	
   150	
   135	
   130	
  
Mangueira de incêndio	
   140	
   -	
   -	
  
Tabela 04 – Equivalência em metros de canalização 
TIPO 
M
at
er
ia
l Diãmetro Nominal , mm (pol) 
15 20 25 32 40 50 65 75 100 125 150 
1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 3 4 5 6 
C
O
N
E
X
Õ
E
S
 
Jo
el
ho
 90° 
Cobre 1,1 1,2 1,5 2,0 3,2 3,4 3,7 3,9 4,3 - - 
Aço 0,5 0,7 0,8 1,1 1,3 1,7 2,0 2,5 3,4 4,2 4,9 
45° 
Cobre 0,4 0,5 0,7 1,0 1,3 1,5 1,7 1,8 1,9 - - 
Aço 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 0,9 1,2 1,5 1,9 2,3 
C
ur
va
 90° 
Cobre 0,4 0,5 0,6 0,7 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 - - 
Aço 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,9 1,0 1,3 1,6 2,1 2,5 
45° 
Cobre 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 - - 
Aço 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,40,5 0,6 0,7 0,9 1,1 
Tê
 
Passage
m direta 
Cobre 0,7 0,8 0,9 1,5 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 - - 
Aço 0,3 0,4 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,6 2,1 2,7 3,4 
Saida 
lateral 
Cobre 2,3 2,4 3,1 4,6 7,3 7,6 7,8 8,0 8,3 - - 
Aço 1,0 1,4 1,7 2,3 2,8 3,5 4,3 5,2 6,7 8,4 10,0 
Bucha ou luva 
de redução 
Cobre - 0,3 0,2 0,2 0,4 0,7 0,8 0,9 1,0 - - 
Aço - 0,3 0,2 0,2 0,4 0,6 0,7 0,8 0,9 1,1 1,2 
B
O
C
A
IS
 
E
nt
ra
da
 d
e 
ca
na
liz
aç
ão
 Normal 
Cobre 0,3 0,4 0,5 0,6 1,0 1,5 1,6 2,0 2,2 - - 
Aço 0,2 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 0,9 1,1 1,6 2,0 2,5 
Borda Cobre 0,9 1,0 1,2 1,8 2,3 2,8 3,3 3,7 4,0 - - 
Aço 0,4 0,5 0,7 0,9 1,0 1,5 1,9 2,2 3,2 4,0 5,0 
Saída de 
canalização 
Cobre 0,8 0,9 1,3 1,4 3,2 3,3 3,5 3,7 3,9 - - 
Aço 0,4 0,5 0,7 0,9 1,0 1,5 1,9 2,2 3,2 4,0 5,0 
Tabela 04 – Equivalência em metros de canalização 
TIPO 
M
AT
ER
IA
L Diãmetro Nominal , mm (pol) 
15 20 25 32 40 50 65 75 100 125 150 
1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 2 1/2 3 4 5 6 
V
Á
LV
U
LA
S
 
Gaveta ou 
esfera 
(aberta) 
Cobre 0,1 0,2 0,3 0,4 0,7 0,8 0,9 0,9 1,0 - - 
Aço 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 0,4 0,4 0,5 0,7 0,9 1,1 
Globo 
(aberta) 
Cobre 11,1 11,4 15,0 22,0 35,8 37,9 38,0 40,0 42,3 - - 
Aço 4,9 6,7 8,2 11,3 13,4 17,4 21,0 26,0 34,0 43,0 54,0 
Angular 
(aberta) 
Cobre 5,9 6,1 8,4 10,5 17,0 18,5 19,0 20,0 22,1 - - 
Aço 2,6 3,6 4,6 5,6 6,7 8,5 10,0 13,0 17,0 21,0 26,0 
R
et
en
çã
o 
De pé 
com 
crivo 
Cobre 8,1 9,5 13,3 15,5 18,3 23,7 25,0 26,8 28,6 - - 
Aço 3,6 5,6 7,3 10,0 11,6 14,0 17,0 20,0 23,0 30,0 39,0 
Horizont
al (tipo 
leve) 
Cobre 2,5 2,7 3,8 4,9 6,8 7,1 8,2 9,3 10,4 - - 
Aço 1,1 1,6 2,1 2,7 3,2 4,2 5,2 6,3 8,4 10,4 12,5 
Vertical 
(tipo 
pesado) 
Cobre 3,6 4,1 5,8 7,4 9,1 10,8 12,5 14,2 16,0 - - 
Aço 1,6 2,4 3,2 4,0 4,8 6,4 8,1 9,7 12,9 16,1 19,3 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
lnc – Do desenho – 1,50 m 
leq – 01 Tê saída lateral 50 mm – Da tabela = 3,5 m 
 
ltc = 1,50 + 3,50 = 5,0 m 
 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
5.2) Perda de carga na válvula angular: 
 
 
 
 
 
hpv – perda de carga válvula angular 
Vv – Velocidade da água na válvula angular 
k – Coeficiente de singularidade (tabela 05) 
g – Aceleração da gravidade 
Tabela 05 – Coeficiente de singularidade 
Singularidade k Singularidade k 
Joelho 90° 0,90 Joelho 45° 0,40 
Curva 90°, raio longo 0,40 Curva 90° raio médio 0,90 
Curva 45º raio longo 0,20 Curva 45º raio médio 0,40 
Entrada normal de 
canalização 0,50 
Entrada de borda 
1,00 
Entrada com redução 0,10 Saída de canalização 1,00 
Ampliação gradual 0,30 Redução gradual 0,30 
Junção de 45º 0,50 Tê passagem direta 0,60 
Tê saída lateral 1,30 Tê saída bilateral 1,80 
Válvula de gaveta aberta 0,20 Válvula de globo aberta 10,00 
Válvula de ângulo aberta 5,00 Válvula de retenção 2,50 
Válvula de pé 1,75 Crivo 0,75 
Válvula de pé com crivo 2,50 Bocal de saída 2,75 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
 
 
 
	
   
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
5.3) Perda de carga na mangueira do hidrante: 
 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
5.4) Perda de carga no esguicho: 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
Portanto temos: 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
6) Determinação da pressão na conexão do ramal do 
hidrante com a coluna de incêndio (Ponto “A”): 
 
 
Onde: 
pA – pressão no ponto “A” 
pH5 – pressão residual ou dinâmica no hidrante 5 
hpH5 – perda de carga total no ramal A-H5 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
7) Determinação do fator K no ponto “A”: 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
8) Determinação da pressão no ponto “B”: 
 
 
Onde: 
pB – pressão no ponto “B” 
pA – pressão no ponto “A” 
hgB-A – desnível em metros entre ponto “A” e “B” 
hpB-A – perda de carga canalização trecho “A” – “B” 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
8.1) Desnível entre “A” e “B”: 
- Do desenho hgB-A = 2,80 m = 2,8 m.c.a. 
 
 
8.2) Pressão no ponto “A”: 
- Já calculado pA = 11,203 m.c.a. 
 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
8.3) Perda de carga na canalização entre “A” e “B”: 
ltc = lnc + leq = 2,8 + 0,0 = 2,8 m 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
9) Determinação da vazão no hidrante H4: 
 
	
   
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
10) Determinação da vazão na coluna de incêndio: 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
11) Determinação da altura manométrica total: 
 
 
 
Onde: 
hMT – altura manométrica total 
pB – pressão ponto “B” 
hgsuc-B – desnível entre a tomada de água do 
 reservatório inferior e o ponto “B” 
hpsuc – perda de carga na canalização de sucção 
hpMB-B – perda de carga na canalização de recalque 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
11.1) Pressão no ponto “B”: 
- Já calculado pB = 14, 115 m.c.a. 
 
 
11.2) Desnível entre a tomada de água e o ponto “B”: 
- Do desenho, temos: 
hgsuc-B = 4,0 + 0,3 + 3,70 + 2,80 + 2,80 + 1,20 
hgsuc-B = 14,8 m = 14,8 m.c.a 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
11.3) Perda de carga na canalização de sucção: 
 
 
 
 
 
lncsuc – do desenho 0,8 + 2,5 + 4,0 + 0,3 = 7,6 m 
 
leqsuc – 02 Joelhos 90° (65mm) – 2 x 2,0 = 4,0 m 
 01 Válvula retenção horizontal (65mm) – 5,2 m 
 01 Válvula gaveta (65mm) – 0,4 m 
 01 Válvula retenção pé e crivo – 17,0 m 
 
ltsuc – 7,6 + 26,6 = 34,2 m 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
Temos portanto: 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
11.4) Perda de carga na canalização de recalque (MB-B): 
 
 
 
 
 
lncrec – do desenho 3,7 + 2,8 + 2,8 + 1,2 = 10,5 m 
 
leqrec – 01 Joelho 90° (50mm) – 1,7 m 
 01 Válvula retenção vertical (50mm) – 6,4 m 
 01 Válvula gaveta (50mm) – 0,4 m 
 03 Tê passagem direta (50mm) – 3 x 1,1 = 3,3m 
 
ltrec – 10,5 + 11,8 = 22,3 m 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
Temos portanto: 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
Portanto, para a Altura Manométrica Total, temos: 
 
hMT = 14,115 + 14,8 + 0,457 + 1,069 
 
hMT = 30,441 m.c.a. = 304,41 kPa 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
12) Determinação da vazão nos dois hidrantes mais 
favoráveis: 
12.1) Pressão no ponto “E”: 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
12.2) Pressão no ponto “D”: 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
13) Verificação do diâmetro adotado para a coluna: 
 
QMB-E = QH1 + QH2 = 193,32 + 177,03 
QMB-E = 370,35 l/min = 0,006173 m³/s 
 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
14) Determinação do volume da reserva técnica de 
incêndio: 
-  A reserva técnica de incêndio, precisa ter capacidade 
para suportar o funcionamento dos dois hidrantes, 
durante 01 hora. 
VRTI = (QH1 + QH2) x 60 
VRTI = 370,35 x 60 = 22.221,59 l/h = 22,22 m³/h 
 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
15) Seleção das bombas de Incêndio: 
15.1) Bomba principal: Com a altura manométrica total e a 
vazão em m³/h, selecionar no gráfico do fornecedor das 
bombas. 
AMT = 30,44 m Vazão = 22,22 m³/h 
 
Do fabricante: 
 
KSB – 32-125.1 
Rotor – 133mm 
Motor – 3 CV 
NPSH – 2,5m 
 
 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
15.2) Cálculo da altura máxima de sucção: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7,133 > 4,0 m (valor do desnível do desenho) 
Não haverá cavitação!! 
DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
15.3) Bomba de pressurização: Considerar a altura máxima da 
bomba principal, sem vazão, obtido do gráfico da bomba 
principal. 
 
AMT = 32 m.c.a. 
 
Considerar uma vazão de 20 l/min = 1,2 m³/h 
 
Do fabricante: 
 
KSB – 25-150 
Rotor – 124mm 
Motor – 1,0 CV