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1 SANTA CRUZ e NORTESHOPPING – ENGENHARIAS INSTALAÇÕES PREDIAIS HIDRÁULICAS (CCE0127) – Prof. Alberto Taveira AULA 4 INSTALAÇÕES PREDIAIS HIDRÁULICAS ÁGUA FRIA 5.1.6 – Instalações mínimas A tabela ao lado dá as exigências mínimas das peças de utilização e é muito importante para o projetista de arquitetura do prédio, pois, fornece dados para dimensionar as dependências com instalações sanitárias. OBS: 1) a utilização deste quadro, em bases puramente numéricas, pode resultar numa instalação inadequada as necessidades individuais. Deve-se prever também as facilidades de acesso as peças; 2) Nas instalações provisórias prever: 1 bacia sanitária e 1 mictório para cada 30 operários; e 3) Pra instalações regulamentadas, consultar as posturas municipais. 2 5.1.7 – Pressão de Serviço As peças utilizadas são projetadas de modo a funcionar com pressões estática ou dinâmica preestabelecidas. A pressão estática só existe quando não há fluxo de água e a pressão dinâmica resulta quando as peças estão em funcionamento. Na tabela 06 temos as pressões estáticas e dinâmicas máximas e mínimas das principais peças de utilização. OBS: 1) Para os dados em branco consultar os fabricantes; e 2) Caso queiramos expressar as pressões em quilopascal (kPa), multiplicar os valores da tabela por 10: ex: 10m de coluna d'água = 100 kPa = 1 kgf/cm2 5.1.8 – Pressões Máximas e Mínimas Nos edifícios mais altos, onde as pressões estáticas ultrapassam os valores da Tab. 06, há a necessidade de provocar uma queda de pressão. Para isso, podemos aumentar a perda de carga, introduzindo no sistema, válvulas redutoras de pressão ou caixas intermediárias. A pressão estática máxima admissível pela NB-92 (NBR-5626) é de 40m de coluna d'água (400 kPa). O fechamento de qualquer peça de utilização não pode provocar, em nenhum ponto, sobre-pressão que supere em mais de 20m de coluna d'água a pressão estática neste mesmo ponto. Na fig. 1.6, vemos 3 sistemas de instalação de válvulas redutoras de pressão: a) quando, no edifício, não temos nos andares a possibilidade de acesso às válvulas e, sim, somente no subsolo. A coluna desce do reservatório superior, vem ao subsolo e se ramifica em duas outras colunas, a partir de um barrilete ascendente. 3 b) quando podemos zonear o prédio de tal forma que as colunas partam de barriletes descendentes, com as pressões controladas de acordo com a altura do pavimento. c) quando fazemos a redução da pressão na própria coluna de alimentação. Devemos sempre instalar as válvulas redutoras de pressão em locais de fácil acesso em áreas comuns (corredores, escadas, etc.). OBS: 1) O tipo JOGOFE de válvula redutora de pressão (fig. 1.6a e acima) tem que ser especificado para a redução desejada (ex. 2:1, 3:1, etc.), pois, não tem meio de regulagem após instalada. 2) Cuidados especiais também devem ser tomados, de modo que a pressão dinâmica esteja nos limites da Tab. 0.6. A pressão dinâmica mínima admissível em qualquer ponto da rede de distribuição é de 0,5m de coluna d'água (5 kPa), para evitar pressões negativas que possibilitem a contaminação da água. 3) Em geral, o ponto crítico de uma rede de distribuição predial é o encontro do barrilete com as colunas. 5.1.9 – Velocidade Máxima As velocidades máximas das tubulações não devem ultrapassar 2,5m/s, nem os valores resultantes da fórmula: V = 14 D, onde: V = velocidade, em m/s D = diâmetro nominal, em m OBS: as velocidades mínimas não são consideradas na NB-92 (NBR-5626), pois, não trazem problemas à rede. 4 5.1.10 – Separação Atmosférica A NB-92 (NBR-5626) exige que haja uma separação atmosférica , computada na vertical entre a saída d'água da peça de utilização e o nível de transbordamento dos aparelhos sanitários, caixas de descarga e reservatórios, Esta separação mínima deve ser de duas vezes o diâmetro da peça de utilização, conforme fig. 1.7. Nela podemos observar exemplos de contaminação da água pelo fenômeno de retrosifonagem, que pode ocorrer no abastecimento direto ou ascendente. Na fig. 1.7a vê-se uma banheira abastecida de baixo para cima. Se houver uma queda de pressão no momento em que o nível da banheira ultrapassar a torneira de abastecimento e a torneira inferior estiver aberta, poderá haver retrosifonagem e a água usada sair por esta torneira. esta queda de pressão pode ser ocasionada por um acidente como o ocorrido na fig. 1.7c, que resulta de uma pressão negativa em conseqüência do refluxo da água. Na fig. 1.7b, vemos um lavatório corretamente instalado. 5 6 – Dimensionamento dos encanamentos Todas as tubulações das instalações prediais de água fria são direcionadas para funcionar como condutos forçados. 6.1 - Diâmetro dos Sub-Ramais A tabela a seguir dá o diâmetro dos sub-ramais 6.2 - Diâmetro dos Ramais Como visto anteriormente, há dois processos para dimensionar um ramal (ver Fig. 1.5b): a) pelo consumo máximo possível; e b) pelo consumo máximo provável. Pelo consumo máximo possível, usamos o método das seções equivalentes, em que todos os diâmetros são expressos em função da vazão obtida com 1/2 polegada. 6 Exemplo 1) Dimensionar um ramal para atender as seguintes peças, imaginando que são de uso simultâneo, na área de serviço de uma residência. Dados (Tab. 9): pia de cozinha - ø 1/2" → 1 vaso sanitário - ø 1 1/4" → 10,9 lavatório - ø 1/2" → 1 tanque - ø 1/2" → 2,9 somatório do nº de canos de 1/2 = 15,8 Na Tab. 09, constatamos que um ramal de 1 1/2" (40mm),satisfaz. 2) Dimensionar um ramal para atender as seguintes peças, imaginando que são de uso simultâneo, numa cozinha de uma residência. Dados (Tab. 9): vaso sanitário acoplado - ø 1/2" → 1 ducha higiênica - ø 1/2" → 1 lavatório - ø 1/2" → 1 banheira - ø 1/2" → 1 chuveiro - ø 1/2" → 1 aquecedor de baixa pressão - ø 3/4"→ 2,9 somatório do nº de canos de 1/2 = 7,9 Na Tab. 09, constatamos que um ramal de 1 1/4" (32mm), satisfaz. OBS: 1) Este é o método mais utilizado nas instalações comuns; 2) Pelo consumo máximo provável, teríamos que fazer um estudo das peças que poderão ser usadas simultaneamente, como feito no item 5.1.5; 3) Normalmente, em instalações prediais, usamos o método acima (Seções Equivalentes) por conduzir a resultados aceitáveis. 6.3 - Dimensionamento das colunas (Método de Hunter) As colunas são dimensionadas trecho por trecho e, para isso, devemos possuir o esquema vertical da instalação, com as peças que serão atendidas em cada coluna. IMPORTANTE Como procedimento padrão devemos: ao invés de criar ramais longos, optar por novas colunas; evitar colocar numa mesma coluna vasos sanitários com válvula de descarga e aquecedores, pois, devido ao golpe de ariete*, estes últimos poderão ficar avariados em curto espaço de tempo, além do inconveniente do piloto apagar constantemente, devido a queda de pressão. * O golpe de ariete é um fenômeno que se observa no escoamento de qualquer 7 fluído em conduto forçado, quando o escoamento é bruscamente interrompido. Nas instalações prediais, cuidados especiais devem ser considerados com as válvulas de descarga, pois, foram registrados diversas ocorrências de rompimento de tubulaçõese ruídos excessivos devido a este fenômeno, do qual resulta uma elevação rápida de pressão. Para evitar o golpe devemos: regular válvulas de descarga para fechamento lento; limitar a velocidade do líquido aos valores recomendados pela norma; instalar, em casos especiais, válvulas de alívio que permitam a descarga d'água quando a pressão da tubulação ultrapassar 20% dos valores recomendados; e usar válvulas redutoras de pressão ou "caixas de quebra pressão" todas as vezes que a pressão estática máxima ultrapassar 40m de coluna d'água ou 4 kg/cm2. Será sempre recomendável projetar, nos banheiros, uma coluna atendendo somente as válvulas e outras para atender as demais peças. A NB-92 (NBR-5626) sugere uma planilha de cálculo das colunas que facilita o dimensionamento, além das constatação das velocidades e vazões máximas e a pressão dinâmica a jusante (para baixo). Deve-se observar a seguinte marcha de cálculo: a) numerar as colunas; b) marcar com letras os trechos nos quais haverá derivações para os ramais; c) somar os pesos de todas as peças de utilização (Tab. 0.3); d) fazer o somatório dos pesos acumulados no trecho; e) determinar a vazão, em litros por segundo (Fig. 1.5a); f) arbitrar um diâmetro ø (em mm); g) obter os outros parâmetros hidráulicos, ou seja: velocidade V, em m/s; perda de carga J, em m/m (Figs. 1.8; 1.9; 1.10 ou 1.11), conhecidos os 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; i) o comprimento equivalente é resultante das perdas localizada nas conexões, registros, válvulas, etc., e representa um acréscimo ao comprimento real (Figs. 1.13a, 1.13b e 1.13c); j) o comprimento total Lt é a soma dos comprimentos real e equivalente; l) a pressão disponível no ponto considerado representa a diferença de nível entre o meio do reservatório e este ponto. É medido em metros de coluna d'água (mca); m) a perda de carga unitária, em mca, é obtida do modo indicado no ítem g; n) a perda de carga total, em mca, é obtida multiplicando-se o comprimento total, (ítem 10) pela perda de carga unitária (ítem m), ou seja; J = Hp ou Hp = J x Lt Lt o) de posse da pressão disponível (ítem l), subtraindo a perda de carga total (ítem n), temos a pressão dinâmica à jusante, em mca. Essa pressão deve ser verificada para cada peça, para ver se está dentro dos limites especificados na Tab. 06. 8 9 10 11 Exemplo 3) Dimensionar as colunas 1, 2 e 3 de um edifício residencial de 4 pavtos., para que atendam as seguintes peças por pavto: Coluna 1: aquecedor, banheira, chuveiro, lavatório e bidê nos 2º, 3º , 4º pavtos., e vaso sanitário (c/caixa de descarga), banheira, chuveiro e bidê no 1º pavto.; Coluna 2: vaso sanitário c/válvula de descarga; Coluna 3: vaso sanitário c/válvula de descarga, pia, filtro, tanque e chuveiro; Dados: Pé direito: 3m Tubulação: ferro galvanizado Pressão disponível na derivação do 4º pavto = 5,5 mca; Comprimentos reais até a derivação no 4º pavto. para: o Coluna A = 10,5 m; o Coluna B = 7,5 m; o Coluna C = 8,5 m; Entre os pontos A e B há as seguintes peças: registro de gaveta de 2 ½” (63mm); T de 2 ½” (63mm); curva de raio longo de 1 ¼” (32mm) e T de 1 ¼” (32mm) Entre os pontos A e F há as seguintes peças: registro de gaveta de 2 ½” (63mm); T de 2 ½” (63mm); T de 2” (50mm); e registro de gaveta de 2” (50mm) Entre os pontos A e J há as seguintes peças: registro de gaveta de 2 ½” (63mm); T de 2 ½” (63mm); curva de raio longo de 1 1/4” (32mm); T 1 ¼” (32mm); e T de redução de 1 1/2 x 1” (25mm) Solução: COLUNA 1 Na planilha preenchemos os ítens a, b, c e d da seqüência de cálculo sugerida. TRECHO AB Pesos 2º, 3º e 4º pavtos. (Tab. 03): AQ 2,1 (considerando que o aquecedor alimente B, CH, L e BD) B 1,0 CH 0,5 L 0,5 BD 0,1 4,2 (peso unitário por pavto. 2º, 3º e 4º [item c]) x 3 pavtos. = 12,6 1º pavto. (Tab. 03): VS 0,3 (com cx. de descarga) B 1,0 12 L 0,5 CH 0,5 BD 0,1 2,4 (peso unitário do 1o pavto. [item c]) Peso total da Coluna 1 = 12,6 + 2,4 = 15,0 (item d) Diâmetro (item f) Com o peso de 15,0 entramos na Fig. 1.5a e arbitramos o Ø de 32mm (1 ¼”) Vazão (item e) Q = C √∑P Q = 0,30 √ 15 Q = 1,16 l/s Velocidade (item g) Apoiando uma régua no Ø 32mm (1 ¼”) e na Vazão Q = 1,16 l/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos a V = 1,5 m/s e a Perda de carga unitária J (Fig. 1.8 [item m]) Apoiando uma régua no Ø 32mm (1 ¼”); na Vazão Q = 1,16 l/s, e na Velocidade V = 1,5 m/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos J = 0,13 mca Comprimento Real (dado do problema [item h]) L = 10,5 m Perdas localizadas entre os pontos A e B (aço galvanizado) (Fig. 1.13 a e b [item i]) registro de gaveta de 2 ½” (63mm) 0,4 T de 2 ½” (63mm) 4,16 curva de raio longo de 1 1/4” (32mm) 0,79 T 1 ¼” (32mm) 2,08 Total 7,43 m Comprimento total = 10,5 + 7,43 = 17,93 m (item j) Pressão disponível = 5,5 mca (dado do problema [item l]) Perda de carga total (item n) Hp = J x Lt → 0,13 x 17,9 = 2,33 mca Pressão a jusante (item o) Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total → 5,5 (dado do problema) – 2,33 = 3,17 mca TRECHO BC Pesos 2º e 3º pavtos. (Tab. 03): AQ 2,1 (considerando que o aquecedor alimente B, CH, L e BD) 13 B 1,0 CH 0,5 L 0,5 BD 0,1 4,2 (peso unitário por pavto. 2º e 3º [item c]) x 2 pavtos. = 8,4 1º pavto. (Tab. 03): VS 0,3 (com cx. de descarga) B 1,0 L 0,5 CH 0,5 BD 0,1 2,4 (peso unitário do 1o pavto. [item c]) Peso total da Coluna 1 = 8,4 + 2,4 = 10,8 (item d) Diâmetro (item f) Com o peso de 10,8 entramos na Fig. 1.5a e arbitramos o diâmetro de 25mm (1”) Vazão (item e) Q = C √∑P Q = 0,30 √ 10,8 Q = 0,99 l/s Velocidade (item g) Apoiando uma régua no Ø 25mm (1 ¼”) e na Vazão Q = 0,99 l/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos a V = 2,0 m/s e a Perda de carga unitária J (Fig. 1.8 [item m]) Com a Vazão Q = 0,99 l/s e o Diâmetro 25mm entrar na Fig. 1.8 e teremos J = 0,29 mca Comprimento Real C [item h]) L = 3,0 m entre pavtos. Perdas localizadas (aço galvanizado) (Fig. 1.13 a e b [item i]) registro de gaveta de 1” (25mm) 0,2 T de 1” (25mm) 1,66 Total ≈ 1,9 m Comprimento total = 3,0 + 1,9 = 4,9 m (item j) Pressão disponível (item l) = 3,17 (Pressão a Jusante anterior → item o) + 3,00 (Comprimento Real → item h) = 6,13 mca Perda de carga total (item n) Hp = J x Lt → 0,29 x 4,9 = 1,42 mca Pressão a jusante (item o) 14 Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total → 6,13 (item l) – 1,42 (item n) = 4,71 mca TRECHO CD Pesos 3º pavto. (Tab. 03): AQ 2,1 (considerando que o aquecedor alimente B, CH, L e BD) B 1,0 CH 0,5 L 0,5 BD 0,1 4,2 (peso unitário por pavto. 3º [item c]) 1º pavto. (Tab. 03): VS 0,3 (com cx. de descarga) B 1,0 L 0,5 CH 0,5 BD 0,1 2,4 (peso unitário do 1o pavto. [item c]) Peso total da Coluna 1 = 4,2 + 2,4 = 6,6 (item d) Diâmetro (item f) Com o peso de 6,6 entramos na Fig. 1.5a e arbitramos o diâmetro de 25mm (1”) Vazão (item e) Q = C √∑P Q = 0,30 √ 6,6 Q = 0,77 l/s Velocidade (item g) Apoiando uma régua no Ø 25mm (1 ¼”) e na Vazão Q = 0,77 l/s da Fig.1.8 (aço galvanizado), temos a V = 1,5 m/s e a Perda de carga unitária J (Fig. 1.8 [item m]) Com a Vazão Q = 0,99 l/s e o Diâmetro 25mm entrar na Fig. 1.8 e teremos J = 0,18 mca Comprimento Real C [item h]) L = 3,0 m entre pavtos. Perdas localizadas (aço galvanizado) (Fig. 1.13 a e b [item i]) registro de gaveta de 1” (25mm) 0,2 T de 1” (25mm) 1,66 Total ≈ 1,9 m Comprimento total = 3,0 + 1,9 = 4,9 m (item j) 15 Pressão disponível (item l) = 4,71 (Pressão a Jusante anterior → item o) + 3,00 (Comprimento Real → item h) = 7,71 mca Perda de carga total (item n) Hp = J x Lt → 0,18 x 4,9 = 0,88 mca Pressão a jusante (item o) Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total → 7,71 (item l) – 0,88 (item n) = 6,83 mca TRECHO DE Pesos 1º pavto. (Tab. 03): VS 0,3 (com cx. de descarga) B 1,0 L 0,5 CH 0,5 BD 0,1 2,4 (peso unitário do 1o pavto. [item c]) Peso total da Coluna 1 = 2,4 (item d) Diâmetro (item f) Com o peso de 2,4 entramos na Fig. 1.5a e arbitramos o diâmetro de 20mm (3/4”) Vazão (item e) Q = C √∑P Q = 0,30 √ 4,2 Q = 0,46 l/s Velocidade (item g) Apoiando uma régua no Ø 20mm (3/4”) e na Vazão Q = 0,46 l/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos a V = 1,5 m/s e a Perda de carga unitária J (Fig. 1.8 [item m]) Com a Vazão Q = 0,46 l/s e o Diâmetro 20mm entrar na Fig. 1.8 e teremos J = 0,24 mca Comprimento Real C [item h]) L = 3,0 m entre pavtos. Perdas localizadas (aço galvanizado) (Fig. 1.13 a e b [item i]) registro de gaveta de 1” (25mm) 0,2 T de 1” (25mm) 1,66 Total ≈ 1,9 m Comprimento total = 3,0 + 1,9 = 4,9 m (item j) 16 Pressão disponível (item l) = 6,83 (Pressão a Jusante anterior → item o) + 3,00 (Comprimento Real → item h) = 9,83 mca Perda de carga total (item n) Hp = J x Lt → 0,24 x 4,9 = 1,18 mca Pressão a jusante (item o) Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total → 9,83 (item l) – 1,18 (item n) = 8,65 mca COLUNA 2 Na planilha preenchemos os ítens a, b, c e d da seqüência de cálculo sugerida. TRECHO AF Pesos Peso unitário por pavto. (1º, 2º, 3º e 4º pavtos.): VS (c/ válvula [Tab. 03]) 40,0 (item c) Peso total da Coluna 2 = 40,0 (peso unitário por pavto. 1º, 2º, 3º e 4º [item c]) x 4 pavtos. = 160,0 (item d) Diâmetro (item f) Com o peso de 160,0 entramos na Fig. 1.5a e arbitramos o Ø de 50mm (2”) Vazão (item e) Q = C √∑P Q = 0,30 √ 160 Q = 3,8 l/s Velocidade (item g) Apoiando uma régua no Ø 50mm (2”) e na Vazão Q = 3,8 l/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos a V = 1,9 m/s e a Perda de carga unitária J (Fig. 1.8 [item m]) Apoiando uma régua no Ø 50mm (2”); na Vazão Q = 3,8 l/s, e na Velocidade V = 1,9 m/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos J = 0,12 mca Comprimento Real (dado do problema [item h]) L = 7,5 m Perdas localizadas entre os pontos A e F (aço galvanizado) (Fig. 1.13 a e b [item i]) registro de gaveta de 2 ½” (63mm) 0,4 T de 2 ½” (63mm) 4,16 T de 2” (50mm) 3,33 registro de gaveta de 2” (50mm) 0,4 Total ≈ 8,3 m Comprimento total = 7,5 + 8,3 = 15,8 m (item j) 17 Pressão disponível = 5,5 mca (dado do problema [item l]) Perda de carga total (item n) Hp = J x Lt → 0,12 x 15,8 = 1,90 mca Pressão a jusante (item o) Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total → 5,5 (dado do problema) – 1,90 = 3,60 mca TRECHO FG Pesos Peso unitário por pavto. (1º, 2º, 3º e 4º pavtos.): VS (c/ válvula [Tab. 03]) 40,0 (item c) Peso total da Coluna 2 = 40,0 (peso unitário por pavto. 1º, 2º e 3º [item c]) x 3 pavtos. = 120,0 (item d) Diâmetro (item f) Com o peso de 120,0 entramos na Fig. 1.5a e arbitramos o Ø de 50mm (2”) Vazão (item e) Q = C √∑P Q = 0,30 √ 120 Q = 3,3 l/s Velocidade (item g) Apoiando uma régua no Ø 50mm (2”) e na Vazão Q = 3,3 l/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos a V = 1,7 m/s e a Perda de carga unitária J (Fig. 1.8 [item m]) Apoiando uma régua no Ø 50mm (2”); na Vazão Q = 3,3 l/s, e na Velocidade V = 1,7 m/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos J = 0,10 mca Comprimento Real (item h) L = 3,0 m Perdas localizadas entre os pontos A e F (aço galvanizado) (Fig. 1.13 a e b [item i]) registro de gaveta de 2 ½” (63mm) 0,4 Total = 0,4 m Comprimento total = 3,0 + 0,4 = 3,4 m (item j) Pressão disponível (item l) = 3,60 (Pressão a Jusante anterior → item o) + 3,00 (Comprimento Real → item h) = 6,60 mca Perda de carga total (item n) Hp = J x Lt → 0,10 x 3,4 = 0,34 mca 18 Pressão a jusante (item o) Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total → 6,6 – 0,34 = 6,26 mca TRECHO GH Pesos Peso unitário por pavto. (1º, 2º, 3º e 4º pavtos.): VS (c/ válvula [Tab. 03]) 40,0 (item c) Peso total da Coluna 2 = 40,0 (peso unitário por pavto. 1º e 2º [item c]) x 2 pavtos. = 80,0 (item d) Diâmetro (item f) Com o peso de 80,0 entramos na Fig. 1.5a e arbitramos o Ø de 40mm (1 1/2”) Vazão (item e) Q = C √∑P Q = 0,30 √ 80 Q ≈ 2,7 l/s Velocidade (item g) Apoiando uma régua no Ø 40mm (1 1/2”) e na Vazão Q = 2,7 l/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos a V = 2,0 m/s e a Perda de carga unitária J (Fig. 1.8 [item m]) Apoiando uma régua no Ø 40mm (2”); na Vazão Q = 2,7 l/s, e na Velocidade V = 2,0 m/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos J = 0,18 mca Comprimento Real (item h) L = 3,0 m Perdas localizadas entre os pontos A e F (aço galvanizado) (Fig. 1.13 a e b [item i]) registro de gaveta de 2 ½” (63mm) 0,4 Total = 0,4 m Comprimento total = 3,0 + 0,4 = 3,4 m (item j) Pressão disponível (item l) = 6,26 (Pressão a Jusante anterior → item o) + 3,00 (Comprimento Real → item h) = 9,26 mca Perda de carga total (item n) Hp = J x Lt → 0,18 x 3,4 = 0,61 mca Pressão a jusante (item o) Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total → 9,26 – 0,61 = 8,65 mca 19 TRECHO HI Pesos Peso unitário por pavto. (1º, 2º, 3º e 4º pavtos.): VS (c/ válvula [Tab. 03]) 40,0 (item c) Peso total da Coluna 2 = 40,0 (peso unitário por pavto. 1º [item c]) x 1 pavtos. = 40,0 (item d) Diâmetro (item f) Com o peso de 40,0 entramos na Fig. 1.5a e encontramos o Ø de 32mm (1 1/4”), porém, arbitraremos o Ø de 40mm (1 1/2”) OBS: faz-se isso porque estamos muito próximos da velocidade máxima de 2,5 m/s Vazão (item e) Q = C √∑P Q = 0,30 √ 40 Q ≈ 1,9 l/s Velocidade (item g) Apoiando uma régua no Ø 40mm (1 1/2”) e na Vazão Q = 1,9 l/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos a V = 1,5 m/s e a Perda de carga unitária J (Fig. 1.8 [item m]) Apoiando uma régua no Ø 40mm (2”); na Vazão Q = 1,9 l/s, e na Velocidade V = 1,5 m/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos J = 0,10 mca Comprimento Real (item h) L = 3,0 m Perdas localizadas entre os pontos A e F (aço galvanizado) (Fig. 1.13 a e b [item i]) registro de gaveta de 2 ½” (63mm) 0,4 Total = 0,4 m Comprimento total = 3,0 + 0,4 = 3,4 m (item j) Pressão disponível (item l) = 8,65 (Pressão a Jusante anterior → item o) + 3,00 (Comprimento Real → item h) = 11,65 mca Perda de carga total (item n) Hp = J x Lt → 0,10 x 3,4 = 0,34 mca Pressão a jusante (item o) Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total → 11,65 – 0,34 = 11,31 mca COLUNA 3 Na planilha preenchemos os ítens a, b, c e d da seqüência de cálculo sugerida. 20 TRECHO AJ Pesos 1º, 2º, 3º e 4º pavtos. (Tab. 03): VS (c/válvula) 40,0 P de cozinha 1,0 F (= bebedouro) 0,1 T 1,0 CH 0,5 42,3 (peso unitário por pavto. 1º, 2º, 3º e 4º [itemc]) Peso total da Coluna 3 = 42,3 x 4 = 169,2 (item d) Diâmetro (item f) Com o peso de 169,2 entramos na Fig. 1.5a e arbitramos o Ø de 50mm (2”) Vazão (item e) Q = C √∑P Q = 0,30 √ 169,2 Q = 3,90 l/s Velocidade (item g) Apoiando uma régua no Ø 50mm (2”) e na Vazão Q = 3,90 l/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos a V = 1,8 m/s e a Perda de carga unitária J (Fig. 1.8 [item m]) Apoiando uma régua no Ø 50mm (2”); na Vazão Q = 3,90 l/s, e na Velocidade V = 1,8 m/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos J = 0,12 mca Comprimento Real (dado do problema [item h]) L = 8,5 m Perdas localizadas entre os pontos A e J (aço galvanizado) (Fig. 1.13 a e b [item i]) registro de gaveta de 1 ½” (40mm) 0,3 T de 2 ½” (63mm) 4,16 curva de raio longo de 1 1/4” (32mm) 0,79 T 1 ¼” (32mm) 2,08 T redução 0,17 Total 7,60 m Comprimento total = 8,5 + 7,60 = 16,1 m (item j) Pressão disponível = 5,5 mca (dado do problema [item l]) Perda de carga total (item n) Hp = J x Lt → 0,12 x 16,1 = 1,93 mca Pressão a jusante (item o) Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total → 5,5 (dado do problema) – 1,93 = 3,57 mca 21 TRECHO JK 1º, 2º e 3º pavtos. (Tab. 03): VS (c/válvula) 40,0 P de cozinha 1,0 F (= bebedouro) 0,1 T 1,0 CH 0,5 42,3 (peso unitário por pavto. 1º, 2º e 3º [item c]) Peso total da Coluna 3 = 42,3 x 3 = 126,9 (item d) Diâmetro (item f) Com o peso de 126,9 entramos na Fig. 1.5a e arbitramos o Ø de 50mm (2”) Vazão (item e) Q = C √∑P Q = 0,30 √ 126,9 Q ≈ 3,4 l/s Velocidade (item g) Apoiando uma régua no Ø 50mm (2”) e na Vazão Q = 3,4 l/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos a V = 1,6 m/s e a Perda de carga unitária J (Fig. 1.8 [item m]) Apoiando uma régua no Ø 50mm (2”); na Vazão Q = 3,4 l/s, e na Velocidade V = 1,6 m/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos J = 0,09 mca Comprimento Real (dado do problema [item h]) L = 3,0 m Perdas localizadas entre os pontos A e J (aço galvanizado) (Fig. 1.13 a e b [item i]) registro de gaveta de 1 ½” (40mm) 0,3 Total 0,3 m Comprimento total = 3,0 + 0,3 = 3,3 m (item j) Pressão disponível (item l) = 3,57 (Pressão a Jusante anterior → item o) + 3,00 (Comprimento Real → item h) = 6,57 mca Perda de carga total (item n) Hp = J x Lt → 0,09 x 3,3 = 0,30 mca Pressão a jusante (item o) Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total → 6,57 (dado do problema) – 0,30 = 6,27 mca TRECHO KL 1º e 2º pavtos. (Tab. 03): 22 VS (c/válvula) 40,0 P de cozinha 1,0 F (= bebedouro) 0,1 T 1,0 CH 0,5 42,3 (peso unitário por pavto. 1º e 2º [item c]) Peso total da Coluna 3 = 42,3 x 2 = 84,6 (item d) Diâmetro (item f) Com o peso de 84,6 entramos na Fig. 1.5a e arbitramos o Ø de 40mm (1 1/2”) Vazão (item e) Q = C √∑P Q = 0,30 √ 84,6 Q ≈ 2,8 l/s Velocidade (item g) Apoiando uma régua no Ø 40mm (2”) e na Vazão Q = 2,8 l/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos a V = 2,0 m/s e a Perda de carga unitária J (Fig. 1.8 [item m]) Apoiando uma régua no Ø 40mm (2”); na Vazão Q = 2,8 l/s, e na Velocidade V = 2,0 m/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos J = 0,18 mca Comprimento Real (dado do problema [item h]) L = 3,0 m Perdas localizadas entre os pontos A e J (aço galvanizado) (Fig. 1.13 a e b [item i]) registro de gaveta de 1 ½” (40mm) 0,3 Total 0,3 m Comprimento total = 3,0 + 0,3 = 3,3 m (item j) Pressão disponível (item l) = 6,27 (Pressão a Jusante anterior → item o) + 3,00 (Comprimento Real → item h) = 9,27 mca Perda de carga total (item n) Hp = J x Lt → 0,18 x 3,3 ≈ 0,60 mca Pressão a jusante (item o) Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total → 9,27 – 0,60 = 8,67 mca TRECHO LM 1º pavto. (Tab. 03): VS (c/válvula) 40,0 P de cozinha 1,0 23 F (= bebedouro) 0,1 T 1,0 CH 0,5 42,3 (peso unitário por pavto. [item c]) Peso total da Coluna 3 = 42,3 x 1 = 42,3 (item d) Diâmetro (item f) Com o peso de 84,6 entramos na Fig. 1.5a e encontramos o Ø de 32mm (1 1/4”), porém, arbitraremos o Ø de 40mm (1 1/2”) OBS: faz-se isso porque estamos muito próximos da velocidade máxima de 2,5 m/s Vazão (item e) Q = C √∑P Q = 0,30 √ 42,3 Q ≈ 2,0 l/s Velocidade (item g) Apoiando uma régua no Ø 40mm (2”) e na Vazão Q = 2,0 l/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos a V = 1,6 m/s e a Perda de carga unitária J (Fig. 1.8 [item m]) Apoiando uma régua no Ø 40mm (2”); na Vazão Q = 2,0 l/s, e na Velocidade V = 1,6 m/s da Fig. 1.8 (aço galvanizado), temos J = 0,11 mca Comprimento Real (dado do problema [item h]) L = 3,0 m Perdas localizadas entre os pontos A e J (aço galvanizado) (Fig. 1.13 a e b [item i]) registro de gaveta de 1 ½” (40mm) 0,3 Total 0,3 m Comprimento total = 3,0 + 0,3 = 3,3 m (item j) Pressão disponível (item l) = 8,67 (Pressão a Jusante anterior → item o) + 3,00 (Comprimento Real → item h) = 11,67 mca Perda de carga total (item n) Hp = J x Lt → 0,11 x 3,3 ≈ 0,36 mca Pressão a jusante (item o) Pressão a jusante = Pressão disponível – Perda de carga total → 11,67 – 0,36 = 11,31 mca 24 PLANILHA DE CÁLCULO DE INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA coluna ( a ) trecho ( b ) Pesos vazão l/s ( e ) Ø mm ( f ) vel. m/s ( g ) comprimentos em m pressão disp. em mca ( l ) perda de carga em mca pressão a jusante em mca ( o ) OBS unit ( c ) acum. ( d ) real L ( h ) equiv. ( i ) total Lt ( j ) J unit ( m ) J total ( n ) 1 A – B 4,2 15,0 1,16 32 1,5 10,5 7,43 17,9 5,50 0,13 2,33 3,17 B – C 4,2 10,8 0,99 25 2,0 3,0 1,9 4,9 6,13 0,29 1,42 4,71 C – D 4,2 6,6 0,77 25 1,5 3,0 1,9 4,9 7,71 0,18 0,88 6,83 D – E 2,4 2,4 0,46 20 1,5 3,0 1,9 4,9 9,83 0,24 1,18 8,65 2 A – F 40,0 160,0 3,80 50 1,9 7,5 8,3 15,8 5,50 0,12 1,90 3,60 F – G 40,0 120,0 3,30 50 1,7 3,0 0,4 3,4 6,60 0,10 0,34 6,26 G – H 40,0 80,0 2,70 40 2,0 3,0 0,4 3,4 9,26 0,18 0,61 8,65 H – I 40,0 40,0 1,90 40 1,5 3,0 0,4 3,4 11,65 0,10 0,34 11,31 3 A – J 42,3 169,2 3,90 50 1,8 8,5 7,6 16,1 5,50 0,12 1,93 3,57 J – K 42,3 126,9 3,40 50 1,6 3,0 0,3 3,3 6,57 0,09 0,30 6,27 K – L 42,3 84,6 2,80 40 2,0 3,0 0,3 3,3 9,27 0,18 0,60 8,67 L – M 42,3 42,3 2,00 40 1,6 3,0 0,3 3,3 11,67 0,11 0,36 11,61 VERIFICAÇÕES: Pressão disponível em E, I e N = 9,00 + 5,5 = 14,50 m Soma das perdas até (E) = 2,33 + 1,42 + 0,88 + 1,18 = 5,81 m ( I) = 1,90 + 0,34 + 0,61 + 0,34 = 3,19 m (N) = 1,93 + 0,30 + 0,60 + 0,36 = 3,19 m Pressão a jusante em (E) = 8,65 + 5,81 = 14,46 m (erro em alguma aproximação, neste caso, desprezível) ( I) = 11,31 + 3,19 = 14,50 m (N) = 11,31 + 3,19 = 14,50 m OBS: Para expressar a pressão a jusante em kPa, basta multiplicar por 10 o resultado em mca. ex: 3,17 mca = 31,3 kPa FONTES: esse material foi compilado e modificado das seguintes fontes: CREDER, Hélio. Instalações hidráulicas e sanitárias. 4ª ed. - Rio de Janeiro: LTC, 1988. FLORENÇANO, José Carlos Simões e COELHO, Francisco de Assis. O abastecimento de água e seus reflexos na saúde da população in https://pt.wikipedia.org
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