Exercícios Água Fria + Esgoto + Gás (GABARITO)

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Instalações de gás, incêndio e conforto ambiental – rev. 5
Professor: Msc Eng. Clever Approbato
Curso: Engenharia civil e Tecnologia em construção de edifícios
EXERCÍCIOS – ÁGUA FRIA (GABARITO)
EXERCÍCIOS:
O que se pode definir por sistemas de distribuição interna de água fria e quente?
Corresponde ao conjunto de tubulações, conexões e acessórios que permitem levar a água da rede pública/caixa d’água até os pontos de consumo ou utilização dentro da habitação.
Explique em que situação pode ser utilizado um sistema misto de distribuição de água?
O sistema Misto é parte pela rede pública e parte pelo reservatório superior o que é mais comum em residências, por exemplo, a água para a torneira do jardim vem direto da rua. Utilizado quando há intermitência de abastecimento.
Qual a função do barrilete em uma edificação?
O barrilete é o local logo abaixo da caixa d’água, com fácil acesso a registros aparentes para manutenção da rede. É a canalização horizontal derivado do reservatório e é destinado a alimentar as colunas de distribuição.
Os reservatórios de água podem ser de quais materiais? Qual o mais indicado em edificações térreas? 
Os materiais podem ser:
Alvenaria de tijolos maciços + revestimento 1:3 (c.a.) natado + aditivo impermeabilizante (sika 1 ou vedacit) ou pintura betuminosa. 
Argamassa armada 
Fibrocimento 
Tambores tratados contra corrosão 
O recomendado para uma edificação térrea é polietileno/plástico.
Explique os sistemas de distribuição interna de água. Dê exemplos de utilização.
Os sistemas são:
Sistema direto - todos os aparelhos e torneiras são alimentados diretamente pela rede pública. 
Sistema indireto - todos os aparelhos e torneiras são alimentados por pelo menos um reservatório superior do prédio, o qual é alimentado diretamente pela rede pública (caso haja pressão suficiente na rede) ou por meio de recalque, a partir de um reservatório inferior. 
Misto – parte pela rede pública e parte pelo reservatório superior o que é mais comum em residências, por exemplo, a água para a torneira do jardim vem direto da rua. 
Qual é a pressão máxima admissível de fornecimento de água de abastecimento provinda da concessionária?
São 40 mca.
 Se a pressão que vem da concessionária for muito alta para uma casa térrea, qual é a melhor solução para esse problema?
Instalação de válvula redutora.
Na hipótese de falhas intermitentes no fornecimento da concessionária, quais as soluções técnicas para uma residência térrea?
Nos lugares onde a pressão disponível na rede pública é insuficiente... Pode ser introduzido um equipamento para elevação de pressão de água (evidentemente sem a utilização de reservatório), desde que haja autorização da concessionária, ou a instalação de estação elevatória, caracterizada por um sistema misto.
Como é feito o sistema de reservação de uma edificação acima de três lajes? Porque é necessário mais do que uma bomba?
Companhia de Saneamento básico do Estado de SP – SABESP:
“... deverão ser providos de reservatórios (superior e inferior) prédios com mais de 3 pavimentos.”
Deve ser prevista uma instalação elevatório (bomba de back-up), constituída por dois conjuntos moto-bomba, válvulas para operação, entre outros, por que caso uma das bombas falhe, o sistema não ficará prejudicado até que seja feita a manutenção da mesma. 
Qual é o objetivo de introdução de uma válvula de redução de pressão em uma coluna de água? 
A válvula redutora é um dispositivo instalado na coluna principal de abastecimento com o objetivo de introduzir uma grande perda de carga localizada, reduzindo assim, a pressão dinâmica a jusante do reservatório, sendo ineficiente na condição estática (sem movimento de água). A pressão máxima admissível é 40 mca.
Faça um isométrico de uma instalação de água fria, contendo 1 pia da cozinha, 1 chuveiro, um vaso sanitário, um tanque e um lavabo no banheiro, todos sendo abastecidos por uma caixa d´água.
Determine o volume do reservatório superior e inferior para a seguinte característica da edificação:
Prédio de edifícios 
44 apartamentos de 70m² cada – 10 andares
1 casa do zelador – 50m²
1 salão de festas – 100m²
Qual são as dimensões dos reservatórios?
 – IT22 do Corpo de Bombeiros
Qual é a função do alimentador predial e ramal predial? Qual é a diferença entre os dois condutos?
Alimentador predial é o trecho compreendido entre o hidrômetro e a primeira derivação, ou até a válvula de flutuador (válvula de boia) na entrada de um reservatório inferior.
Ramal predial é o trecho compreendido entre a rede pública e o aparelho medidor 
 
Calcule o diâmetro de sucção e recalque para os seguintes dados abaixo:
Consumo diário: 35.000l/dia
8h de utilização
Adorar 
Com as informações abaixo, calcule o Øsuc, Ørec e a potência da bomba:
Para um prédio com 52.300l de consumo diário e 15.000l de reserva de incêndio 
e 8 horas de utilização.
Dados para o cálculo: 
Comprimento da tubulação de recalque: 37,4m 
Comprimento da tubulação de sucção: 2,0m 
Material da tubulação: cobre 
R.I.= 15m³
Cd=52.300l
8 horas de utilização= 28.800s 
Portanto o diâmetro comercial para 0,00477m é ø 50mm (ø 2”) – trecho vertical 
Para efeito de cálculo adota-se um diâmetro superior para a sucção (ø 2 1/2”). 
O diâmetro do trecho de recalque permanece os ø 50mm. 
Dsuc (adotado) = 65mm (ø 2 1/2”) – trecho horizontal 
Diâmetro do recalque: 50mm (ø 2”)
Trecho de sucção:
Comprimentos equivalentes:
2 “T” de passagem direta = 2,4* 2 = 4,8m
4 registro de gaveta = não há perda de carga
L equiv. = 4,8m
L real (sucção) = 1 + 1 + 1 = 3m
L total (sucção) = 4,8 + 3 = 7,8m
Trecho de recalque:
Comprimentos equivalentes:
1 “T” de passagem direta = 2,3m
4 cotovelos de 90º = 4 * 3,4 = 13,6m
1 curva de 45º = 0,7m
1 “T” de 45º = desconsiderar
4 registros de gaveta = desconsiderar 
2 válvulas de retenção pesada = 120 * D = 120 * 2 * 0,040m = 9,6m 
L equiv. = 26m
L real = 1+1+5+21+4+3+1,40+1 = 37,4m
L total (recalque) = 26 + 37,4 = 63,4m
Cálculo da altura manométrica
Sucção:
Recalque:
Altura Manométrica:
Cálculo da potência da bomba:
Tabela 11 – Comprimentos equivalentes de PVC e cobre - 
Tabela 12 - Diâmetros mínimos para velocidades máximas
 
Para esse cálculo utiliza-se a fórmula de Fair-Whipple-Hisiao apara água fria e tubos de cobre, devido a rugosidade do tubo:
J = 8,69*105*Q1,75*D-4,75
Tabela 16 Perda de carga em conexões – comprimento equivalente para tubos rugosos (tubos de aço-carbono, galvanizado ou não)
Tabela 17 - Perda de carga em conexões – comprimento equivalente para tubos lisos (tubos de plástico, cobre ou liga de cobre)
Exercício de dimensionamento 
15º- Dimensionar a coluna de água fria AF1, de PVC, que alimenta em cada pavimento um banheiro privativo com 2 vaso sanitário com caixa de descarga, 4 pias, 2 tanques e 2 chuveiros elétricos. 
Pesos: 
Sanitário com caixa acoplada: 0,3 * 2 = 0,6
Pia: 0,7 * 4 = 2,8
Tanque: 0,7 * 2 = 1,4
Chuveiro elétrico: 0,1 *2 = 0,2
Material: Aço galvanizado 
1
A
D
Tabela de dimensionamento – inicial
	Coluna
	Pvto
	Trecho
	Pesos Hunter
	Q
( l/s)
	D (mm)
	V
(m/s)
	Comprimentos (m)
	Perda de carga na tubul. mca/m
	Pressão na extremidade
	
	
	
	Simples
	Acum.
	
	
	
	Real
	Equiv
	Total
	
	
	AF1
	9
	A-1
	5
	5
	0,67
	32
	0,83
	12,5
	4,5
	17
	0,038 * 17 = 0,646mca 
	6 – 0,646 =
 5,3 mca
	AF1
	1
	A-9
	5
	45
	2,01
	40
	1,6
	36,5
	8,1
	44.6
	0,1169 * 44,6 = 5,2 mca
	30 – 5,2 = 24,8mca
Trecho A-1
Observando que o peso de Hunter para o trecho A-1 é 5, adota-se inicialmente um diâmetropara verificação: 32mm.
Contém as seguintes conexões com os comprimentos equivalentes, vide tabela 16:
2 cotovelos de 90º = 1,2 * 2 = 2,4m
1 T passagem lateral = 1,7m
2 T passagem direta = 0,2 * 2 = 0,4m
Totalizando = 4,5m
Comprimento real = 1+2+3,5+4+2 = 12,5m
Comprimento equivalente + comprimento real = 17m
 
No caso de tubos de aço galvanizado, utiliza-se a equação:
Tem-se que a perda de carga em todo o trecho A-1 é de 17 * 0,038 = 0,646mca/m
Trecho A-9
Observando que o peso de Hunter para o trecho A-9 é 45, adota-se inicialmente um diâmetro para verificação: 40mm.
Contém as seguintes conexões com os comprimentos equivalentes, vide tabela 16:
3 cotovelos de 90º = 1,4 * 3 = 4,2m
1 T passagem lateral = 2,1m
9 T passagem direta = 0,2 * 9 = 1,8m
Totalizando = 8,1m
Comprimento real = 1 + 2 + 3,5 + 4 + 26 = 36,5m
Comprimento equivalente + comprimento real = 44,6m
 
No caso de tubos de aço galvanizado, utiliza-se a equação:
Tem-se que a perda de carga em todo o trecho A-9 é de 44,6 * 0,1169 = 5,21 mca/m
O diâmetro é obtido na figura 1 – Somatórios de pesos
O comprimento equivalente pode ser obtido na tabela 17 – tubos lisos
A pressão na extremidade é a diferença entre a altura manométrica e a perda de carga calculada. Não pode ser inferior a 3mca ou superior a 40mca. A velocidade não pode ser superior a 3m/s.
16º- Um sistema indireto de abastecimento é formado por quais componentes?
Reservatório inferior (RI), reservatório superior (RS), alimentador predial com válvula bóia, instalação elevatória e rede de distribuição. 
17º- Qual é a função da bomba de recalque?
A bomba de recalque tem o objetivo de transportar a água do reservatório inferior (RI) ao reservatório superior (RS), incluindo a reserva de incêndio.
18º- O que há na Norma ABNT – NBR 5626 a respeito da pressão da água na rede pública?
“... Nos lugares onde a pressão disponível na rede pública é insuficiente... pode ser introduzido um equipamento para elevação de pressão de água (evidentemente sem a utilização de reservatório), desde que haja autorização da concessionária.”
Exercícios – Esgoto
Dimensionar poço sumidouro ou absorvente, circular, para atender família de 15 pessoas, considerando-se que o tempo de infiltração do solo da propriedade seja igual a 8 minutos. Lençol freático: 9m
De acordo com a tabela 1, para tempos de infiltração do solo entre 5 e 10 minutos, pode-se adotar a área de absorção igual a 4,5 m² por pessoa. Então:
Área total das paredes (Sp)
Perímetro do poço sumidouro (P)
Adotando-se o diâmetro (D) igual a 3,0m, tem-se:
Profundidade do poço (hs)
hs=7,17/2 = 3,58m – dois poços 
Verificação do lençol freático: 3,58 + 5 = 8,58m
 Serão construídos dois poços sumidouros circulares, com 3,0 m de diâmetro e 3,58m de profundidade. 
Dimensionar tanque séptico e sistema de valas de infiltração para atender residência rural com 25 habitantes, em local com temperaturas médias entre 10 e 20 º C e solo com tempo de infiltração igual a 8 minutos, determinado por meio de teste prático de campo.
Largura da vala disponível (l): 0,6m
N= número de pessoas = 25
C= contribuição de esgotos = 120 L/dia
Q= N*C = 25*120 = 3.000 L/dia
TDH= tempo de detenção hidráulica = 0,92 dias
Lf= Contribuição de lodo fresco = 1 L/dia
K= taxa de acumulação de lodo = 65 dias
Dimensionamento do Tanque Séptico e Sistema de Valas de Infiltração
Contribuição diária de esgotos
Q= N*C = 25*120 = 3.000 L/dia
Volume útil
Comprimento e largura do tanque séptico
Para profundidade útil de 1,5m a fossa séptica poderia ter comprimento igual a 2,40 m e largura igual a 1,30 m. A profundidade útil deve ser acrescida de mais 0,30 m para acúmulo de lodo e escuma.
Para planejar o sistema de valas de infiltração, de acordo com a Tabela 3, para a capacidade de infiltração medida no solo, a área de absorção no fundo das valas deve ser igual a 3,50 m2 por pessoa.
Largura da vala (l): 0,6m 
d) Área total de valas de infiltração (St): 
St = 3,5m² * 25 = 87,5 m²
e) Comprimento total de valas (Lt): 
Adotando-se comprimento de 20 m para cada linha de valas de infiltração, tem- se:
f) Número de linhas (Nl)
A canalização será de Ǿ4”
Qual é a solução para as edificações em construção situadas em logradouros não dotados de coletor público de esgoto sanitário?
Recomenda-se que a unidade de tratamento (fossa séptica, filtro anaeróbico e outros) seja construída em parte do terreno, na frente da edificação, para quando da implantação do Sistema de Esgotos Sanitários, facilitar a interligação ao mesmo.
Determine os diâmetros da tubulação de esgoto:
Dados:
Prédio com 48 apartamentos
Cada apartamento contém: 1 vaso sanitário com caixa de descarga, 4 pias, 2 tanques e 1 chuveiro elétrico.
Pesos de Hunter:
Vaso sanitário com caixa de descarga: 6
Pia: 3
Tanque: 3
Chuveiro Elétrico: 2
x
x
x
4
3
2
Qual o peso de Hunter a ser considerado no trecho A-9 (apartamento do 1º. Pavimento), coluna de água fria AF1? 
Peso de Hunter= 12 x (6 + 4x3 + 2x3 + 2)= 312 (AF1) 
Qual o diâmetro dos tubos de queda? 
Փ100m conforme tabela 6 
Qual o diâmetro do coletor predial? 
PH (Peso de Hunter) total = 312 x4 = 1.248
Conforme a tabela 7 – será de Փ200mm
 
Qual o diâmetro do tubo de ventilação de cada tubo de queda? 
PH = 312 e conforme a tabela 2 será de Փ75mm
Exercícios – Instalações de Gás
Os reguladores de pressão têm qual objetivo funcional no sistema de distribuição?
São destinados a reduzir/regular a pressão de saída a um valor adequado ao funcionamento do aparelho a gás
Qual é a função de um manômetro em instalações de gás? Qual é a maneira que ele é utilizado?
Manômetros são instrumentos utilizados para medir e indicar a intensidade de pressão do ar comprimido, óleo, água, vapor e fluídos em geral. É utilizado no teste de estanqueidade e deve possuir sensibilidade adequada para registrar qualquer variação de pressão.
Quais as vantagens e desvantagens de prumadas coletivas e individuais?
Prumadas Individuais:
Vantagens:
Responsabilidade da concessionária da leitura, instalação e manutenção, fácil acesso da válvula de corte em caso de emergência, corte dos inadimplentes, segurança dos moradores, não existe contratação de terceiros, alternativa de menor custo e cada um paga pelo que consome.
Desvantagens:
Prejuízo estético na fachada, custo maior de implantação.
Prumadas Coletivas:
Vantagens:Custo menor de implantação.
Desvantagens:
Moradores são taxados igualmente pelo uso do gás, como se todos tivessem exatamente o mesmo consumo, um dano na rede causa interrupção total. 
Qual é a identificação necessária para rede de distribuição de gás?
 A rede de distribuição interna aparente deve ser identificada através de pintura da tubulação na cor amarela. 
 Em garagens e áreas comuns de prédios, a tubulação deve ser pintada em amarelo e identificada com a palavra GÁS na tubulação a cada 10,00 m ou em cada trecho aparente, o que primeiro ocorrer (de ser com adesivo ou pintura).
 Em fachadas, em função da necessidade de harmonia arquitetônica, a tubulação pode ser pintada na cor da fachada e, neste caso, deve ser identificada com a palavra GÁS destacada na tubulação a cada 10,00 m onde ela pode ser lida ou em cada trecho aparente, o que primeiro ocorrer. A identificação pode ser com adesivo ou pintura.
 No interior de residências, em função da necessidade de harmonia arquitetônica, a tubulação pode ser pintada na cor adequada. Neste caso, deve ser identificada com a palavra GÁS destacada na tubulação a cada 10,00 m ou em cada trecho aparente, o que primeiro ocorrer. A identificação pode ser com adesivo ou pintura.
Quais são as ventilações necessárias para instalação de fogão?
6m³ de volume bruto e ventilação permanente de: 400cm² superior e 200cm² inferior 
Paraaparelhos de cocção (fogão) 
Duas aberturas de ventilação permanente de 100cm² 
Quais sãs as ventilações necessárias para instalação de aquecedores a gás?
6m³ de volume bruto e ventilação permanente do diâmetro do duto do aquecedor de 400cm² superior e 200cm² inferior.
Quais são os perigos do monóxido de carbono em instalações de gás?
Em casos de vazamento, a intoxicação por monóxido de carbono é geralmente o resultado da inalação de uma quantidade excessiva de monóxido de carbono (CO). Entre as sequelas em longo prazo estão o cansaço, dores de cabeça e pode levar à morte. 
Por que as instalações de GLP necessitam de uma pressão de operação maior comparado ao GN?
O GLP é comercializado, normalmente, em botijões, pois é um gás úmido. Já o GN é fornecido por redes de distribuição vindas da rua, estando disponível de maneira ininterrupta — característica que torna a sua pressão constante e deixa mais estável a chama produzida a partir da combustão. Por isso o GLP precisa de uma pressão de operação maior.
Em que casos em uma instalação interna são usados tubo-luva?
O tubo luva pode ser utilizado em três situações: 
• Proteção mecânica; 
• Passagem de tubulação em elementos estruturais; 
• Passagem de tubulação em ambientes impróprios (ambientes ou locais onde haja a possibilidade de acúmulo de gás). 
Qual a principal função da proteção mecânica em instalações de gás? Dê exemplos de utilização e sua aplicação.
Proteção da tubulação contra choques mecânicos eventuais, como contra choques de automóveis.
Quais os cuidados necessários para que tubulações de gás atravessem elementos estruturais? Por que são necessários estes cuidados?
A tubulação da rede de distribuição interna embutida pode atravessar elementos estruturais (lajes, vigas, paredes etc.), seja transversal ou longitudinal. Quando for utilizado tubo luva, a relação da área da seção transversal da tubulação e do tubo luva deve ser de no mínimo 1 para 1,5 do diâmetro nominal da tubulação de gás. Esses cuidados são necessários para permitir a liberdade de movimento da tubulação de gás, e para garantir que o elemento estrutural não terá danos. 
Qual é o objetivo de um teste de estanqueidade numa instalação interna?
Toda tubulação, antes de ser abastecida com gás combustível, deve ser obrigatoriamente submetida ao ensaio de estanqueidade, para garantir que não haverá vazamentos ao longo da tubulação. 
Qual é a função do gás inerte em um comissionamento? Qual o volume máximo da tubulação para utilização de gás combustível no comissionamento? 
Antes do teste de estanqueidade retirar os plugs das extremidades da tubulação, abrir as válvulas intermediárias se existirem. Injetar ar ou gás inerte por uma das extremidades à pressão de 1 bar. 
Considera-se a tubulação desobstruída se for observado um fluxo livre e contínuo de ar ou gás inerte na outra extremidade.
Explique os processos de soldagem:
Solda branda
Para acoplamento de tubulações aparentes, embutidas ou enterradas 
Pressão máxima de 7,5 kPa (75 mbar); 
Metal de enchimento com ponto de fusão a baixo de 450 ºC, conforme NBR 15489. 
Solda forte
Para acoplamento de tubulações aparentes, embutidas ou enterradas; 
Metal de enchimento com ponto de fusão acima de 450 ºC, conforme norma NBR 15489; 
Em tubulações com espessura de parede mínima de 0,8 mm. 
Calcule o fator de simultaneidade para o seguinte ramal interno de distribuição:
120 apartamentos com 1 aquecedor de 15l + 1 fogão de 4 bocas com forno
1 aquecedor de 15l/min - 22.000 kcal/h - 3,20 m³/h
1 fogão 4 bocas com forno - 7.000 kcal/h - 0,78 m³/h
Calcule o fator de simultaneidade para um prédio 14 apartamentos com 1 aquecedor de 8l e 1 fogão com 4 bocas com forno
1 aquecedor de 8l/min - 12.000 kcal/h - 1,33 m³/h
1 forgão 4 bocas com forno - 7.000 kcal/h - 0,78 m³/h
Dimensione a rede de gás do sistemático abaixo:
Dados:
5 blocos – 8 andares – 4 apartamentos por andar
PD = 3m
Tubulação de cobre
Pressão: 200 mmca
Cada apartamento possui:
1 fogão de 4 bocas com forno
1 aquecedor de 8l/min
Calcular para prumada individual e coletiva
Trecho A-B
Trecho B-C
Trecho B-D
Trecho B-E
Trecho E-G
Trecho G-H
Idem ao trecho B-D
Trecho G-I
Prumada individual
Prumada coletiva
Dimensione o e o material para a rede abaixo:
Cada casa possui:
1 aquecedor de 10l/min
1 fogão 6 bocas com forno
Aquecedor de 10l/min – 14700 kcal/h – 1,63 m³/h
Fogão de 6 bocas com forno – 11000 kcal/h – 1,22 m³/h
Trecho A-B 
Trecho B-E
Trecho B-C 
Trecho C-F 
Trecho C-G 
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