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Instalações HidrossanitáriasInstalações Hidrossanitárias ProfessoraProfessora: : MscMsc. Maria . Maria CleideCleide Oliveira LimaOliveira Lima EE--mail: mail: cleide.oliveira@ifrn.edu.brcleide.oliveira@ifrn.edu.br Instalações Hidrossanitárias Instalações Hidráulicas • Água Fria •Água Quente•Água Quente Instalações Sanitárias • Água servida � Esgoto Instalações de drenagem de Águas Pluviais � Identificar os componentes e os princípios de funcionamento dos sistemas prediais de água fria, de água quente, de esgoto sanitário e sua disposição final e de OBJETIVOS sanitário e sua disposição final e de drenagem pluvial; � Conceber espacialmente sistemas prediais hidrossanitários compatíveis entre si e com os demais projetos; � Conhecer os processos de dimensionamento dos sistemas prediais hidrossanitários descritos nas normas OBJETIVOS hidrossanitários descritos nas normas técnicas pertinentes; � Ler e interpretar os projetos e orientar suas execuções; OBJETIVOS OBJETIVOS � METODOLOGIA •Aulas expositivas e dialogadas; •Aulas práticas; METODOLOGIA E AVALIAÇÃO Aulas práticas; •Visitas técnicas. � AVALIAÇÃO •Avaliação individual escrita; •Desenvolvimento de Projetos; •Dimensionamentos. � NBR - 10844 - Instalações prediais de águas pluviais. � NBR - 8160 - Sistemas prediais de esgoto sanitário - Projeto e Execução NORMAS sanitário - Projeto e Execução � NBR - 5626 - Instalações prediais de água fria. � NBR- 7198 - Projeto e Execução de Instalações prediais de água quente. � NBR - 6493 - Emprego de cores para identificação de tubulações e cores. CONCEITOS IMPORTANTESCONCEITOS IMPORTANTESCONCEITOS IMPORTANTESCONCEITOS IMPORTANTES ProfessoraProfessora: : MscMsc. Maria . Maria CleideCleide LimaLima EE--mail: cleide.oliveira@ifrn.edu.brmail: cleide.oliveira@ifrn.edu.br Conceitos Importantes � Força, pressão Quando uma força é aplicada sobre uma área, ocorre o que chamamos de pressão. •Sendo assim, sua unidade de medida é quilograma força por centímetro quadrado – kgf/cm². • Existem outras formas de expressarmos as unidades de medida de pressão: m.c.a: metros de coluna d’água Pa: Pascal � Correspondência destas unidades: 1kgf/cm² é a pressão exercida por uma coluna com 10 metros de altura, ou seja, 10 metros de coluna d’água (m.c.a.), ou 100.000 Pa. Conceitos Importantes coluna d’água (m.c.a.), ou 100.000 Pa. 1kgf/cm²→10 m.c.a → 100.000Pa →100KPa � Olhando para os dois copos A e B, em qual dos dois existe maior pressão sobre o fundo de cada um? O copo A ou o copo B? Conceitos Importantes � Lei de Stevin de cada um? O copo A ou o copo B? � Ligando os dois copos: os níveis permanecem exatamente os mesmos. � As pressões portanto, são iguais em ambos os copos. � Esta experiência é chamada “Princípio dos Conceitos Importantes � Esta experiência é chamada “Princípio dos Vasos Comunicantes”. � Agora, se adicionarmos água no copo A, inicialmente ocorre um pequeno aumento da altura “hA”. O nível do copo A, então, Conceitos Importantes “hA”. O nível do copo A, então, vai baixando aos poucos. Com a adição de água, houve um aumento de pressão no fundo do mesmo, a qual tenderá a se igualar a pressão exercida pela água do copo B. Conceitos Importantes A pressão que a água exerce sob uma superfície qualquer só depende da altura do � Lei de Stevin depende da altura do nível da água até essa superfície. Conceitos Importantes Níveis iguais, geram pressões iguais. A pressão não depende da forma no recipiente. � E como funciona isto nas edificações? � Dentro do sistema de abastecimento e da instalação predial a água exerce uma força sobre Conceitos importantes instalação predial a água exerce uma força sobre as paredes das tubulações. A esta força damos o nome de “pressão”. � A pressão nas edificações só depende da altura do nível da água, desde um ponto qualquer da tubulação até o nível da água do reservatório. Conceitos Importantes Quando um ponto de um líquido em equilíbrio sofre uma variação de pressão, todos os outros pontos do � Lei de Pascal todos os outros pontos do líquido também irão sofrer a mesma variação. Velocidade � Velocidade: velocidade média de escoamento através de uma seção. A velocidade do escoamento é limitada� A velocidade do escoamento é limitada em função do ruído e também para controlar o golpe de aríete. � A NBR-5626 recomenda que a velocidade da água, em qualquer trecho de tubulação, não atinja valores superiores a 3 m/s. Golpe de Aríete � A água ao descer nas instalações hidráulicas em velocidade elevada pela tubulação, é bruscamente interrompida. Isto provoca golpes de grande forçaIsto provoca golpes de grande força (elevações de pressão) nos equipamentos da instalação. � Se um líquido estiver passando por uma calha e de repente interrompermos a sua passagem, seu nível subirá rapidamente, passando a transbordar pelos lados. Se Golpe de Aríete passando a transbordar pelos lados. Se isto ocorrer dentro de um tubo, o líquido não terá por onde escapar e provocará portanto um aumento de pressão contra as paredes do tubo, causando sérias conseqüências na instalação. Golpe de Aríete 22 Golpe de Aríete � Sendo assim, denomina-se Golpe de Aríete o choque violento produzido entre as paredes da tubulação quando o escoamento équando o escoamento é interrompido bruscamente. 23 O que se deve fazer para evitar ou eliminar os Golpes de Aríete? � Utilizar válvulas de fechamento lento. Existem algumas marcas de válvulas de descarga que possuem dispositivos anti- golpe de aríete, que tornam ogolpe de aríete, que tornam o fechamento da válvula mais suave. Principalmente em prédios, é preferível utilizar caixas de descarga, pois além de consumirem menor quantidade de água, não provocam Golpe de Aríete. � Vazão: é o volume de água que passa por uma determinada seção de um tubo, por uma unidade de tempo. Usualmente é dado em litros por segundo (l/s) ou em metros Vazão em litros por segundo (l/s) ou em metros cúbicos por hora (m³/h); Q = Volume/Tempo Q =Área x Velocidade Diferenças entre as siglas DN e DE � DN significa Diâmetro Nominal, ou seja, é apenas um diâmetro de referência dos tubos e conexões. Eledos tubos e conexões. Ele não representa o diâmetro exato da peça. � DE, Diâmetro Externo representa exatamente o diâmetro externo de determinada peça. VELOCIDADES E VAZÕES MÁXIMAS Bitolas Soldáveis Diâmetro Externo Roscáveis Diâmetro Externo Velocidade Máxima Vazão Máxima DN D.Ref DE (mm) DE (mm) m/s l/s 15 ½ 20 21 3 0,2 20 ¾ 25 26,5 3 0,6 25 1 32 33,2 3 1,225 1 32 33,2 3 1,2 32 1 ¼ 40 42 3 2,5 40 1 ½ 50 48 3 4,0 50 2 60 60 3 5,7 60 2 ½ 75 75,5 3 8,9 75 3 85 88,3 3 12 100 4 110 113,1 3 18 125 5 140 139,5 3 31 150 6 160 164,4 3 40 Perda de Carga � Com o aumento da velocidade da água na tubulação, a turbulência faz com que as partículas se agitem cada vez mais e acabem colidindo entre si. Além disso, o escoamento causa atrito entre as partículas e as paredescausa atrito entre as partículas e as paredes do tubo. � Assim, as colisões entre as partículas com as paredes dos tubos, dificultam o escoamento da água, o que gera a perda de energia. Podemos dizer então que “o líquido perde pressão” ou seja: “houve perda de carga”. Perda de Carga � A grande vantagem em utilizar materiais lisos como o PVC em tubulações. Perda de Carga Maiores comprimentos de tubos Mais atritos e choques É a perda de energia que o fluido sofre ao longo do escoamento em uma tubulação. Tubos mais rugosos Maior número de conexões e choquesMais perda de carga Menos pressão Classificação das Perdas de Carga � Distribuída: É aquela que ocorre ao longo da tubulação, pelo atrito da água com as paredes do tubo. Dependem dos seguintes dados da� Dependem dos seguintes dados da tubulação: �Comprimento; � Diâmetro; �Material da tubulação; � Vazão. Cálculo das Perdas de Carga- Distribuída: � A fórmula empírica que relaciona o diâmetro da tubulação, a velocidade, a vazão e as perdas de carga : � Fórmula de Fair-Whipple-Hsiao Cálculo das Perdas de Carga- Distribuída: � Pode-se utilizar o ábaco de Fair- Whipple-Hsiao em substituição da formula apresentada anteriormente. � Vazão - Q = 0,3 l/s � Diâmetro - DN = 20 mm Ábaco de Fair-Whipple- Hsiao para tubulações de cobre e plástico � Perda de carga localizada: Em casos em que a água sofre mudanças de direção em conexões como reduções, joelhos ou registros, ocorre uma perda de carga dita localizada. É por isto que quanto maior for o número de Classificação das Perdas de Carga � É por isto que quanto maior for o número de conexões em um trecho de tubulação, maior será a perda de pressão neste trecho ou perda de carga, diminuindo a pressão ao longo da rede � Perda de carga Localizadas � É recomendado pela NBR 5626/98: Método dos comprimentos equivalentes. Cálculo das Perdas de Carga- Localizadas equivalentes. •Princípio: Um conduto que apresenta ao seu longo peças especiais( válvulas, registros, tês), comporta-se, no tocante às perdas de carga, como se fosse um conduto retilíneo mais longo. � Perda de carga Localizadas Cálculo das Perdas de Carga- Localizadas � Para determinação dos comprimentos equivalentes são utilizados ábacos e tabelas, dependendo do caso a ser calculado. � Soma dos comprimentos equivalentes de todas as peças. Cálculo das Perdas de Carga- Localizadas •Nas instalações prediais, devemos considerar três tipos de pressão: Pressão estática, dinâmica e de serviço 1)Pressão estática 2)Pressão dinâmica e 3)Pressão de serviço Pressão da água quando ela está parada dentro da tubulação. O seu valor é medido pela altura que existe entre, por exemplo,o chuveiro e o nível da água no reservatório superior. Pressão Estática nível da água no reservatório superior. Se for instalado um manômetro no ponto do chuveiro e a altura até o nível da água no reservatório for de 4 metros, o manômetro marcará 4 m.c.a. Com relação a pressão estática, a norma NBR5626 de instalações prediais de água fria, diz o seguinte: � Em uma instalação predial de água fria, em Pressão Estática � Em uma instalação predial de água fria, em qualquer ponto, a pressão estática máxima não deve ultrapassar 40 m.c.a (metros de coluna d’água). � Isto significa que a diferença entre a altura do reservatório superior e o ponto mais baixo da instalação predial não deve ser maior que 40 metros. É a pressão verificada quando a água está em movimento. Esta pressão depende do traçado da tubulação e dos diâmetros adotados para os tubos. O seu valor é a pressão estática menos as perdas de carga. Pressão Dinâmica carga. PD= PE- PC OBSERVAÇÕES � Toda a rede de distribuição predial deve atender ao seguinte requisito: Esta representa a pressão máxima que podemos aplicar a um tubo, conexão ou válvula ou outro dispositivo, quando em uso normal. • É importante seguir as recomendações quanto a Pressão de Serviço • É importante seguir as recomendações quanto a Pressão de Serviço para evitar danos às tubulações, como os casos de rompimento de conexões, estrangulamentos de tubos, etc., que trazem transtornos aos usuários. Tabela.Pressões dinâmicas mínimas nos pontos de utilização, em metros de coluna d’ Aparelho Sanitário Peça de utilização Pressão dinâmica mínima (KPa) Bacia Sanitária Caixa de Descarga 5 Bacia Sanitária Válvula de Descarga 15 Banheira Misturador (Água Fria) 10 Bebedouro Registro de Pressão 10 Bidê Misturador (Água Fria) 10 Chuveiro ou ducha Misturador (Água Fria) 10 Chuveiro Elétrico Registro de Pressão 10 em metros de coluna d’ água (mca) Chuveiro Elétrico Registro de Pressão 10 Lavadora de Pratos Registro de Pressão 10 Lavadora de Roupas Registro de Pressão 10 Lavatório Torneira ou misturador (Água Fria) 10 Pia Torneira ou misturador (Água Fria) 10 Pia Torneira elétrica 10 Tanque Torneira 10 Torneira de jardim ou lavagem em geral Torneira 10
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