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Projetos de sistemas hidráulicos
Instalações Prediais de Água Quente
Prof.: Dalton Cardozo Bracarense
dalton.bracarense@ceulp.edu.br
Universidade Luterana do Brasil (ULBRA)
Palmas (TO)
mailto:dalton.bracarense@ceulp.edu.br
Conteúdo
1. Introdução
2. Componentes
3. Sistemas de distribuição de água quente
4. Tipos de aquecedores
5. Materiais
6. Isolamento térmico
7. Dilatação térmica
8. Dimensionamento
2
2. Instalações prediais 
de água quente
3
NBR – 7198/1993
2.1. Introdução
4Instalações Prediais de Água Quente
– Edificações onde fornecimento de água quente é imprescindível: 
hospitais, hotéis, lavanderias, restaurantes, etc.
– Residências: aumento nas exigências de conforto – padrão médio a 
alto.
Finalidade do Uso
Temperatura 
adequada
Hospitais e laboratórios 100°C ou mais
Lavanderias 75 a 85 °C
Cozinhas 60 a 70 °C
Uso pessoal e banhos 35 a 50 °C
2.1. Introdução
5
– Instalação predial de água fria - NBR 7198/93: norma bastante 
genérica e sem informações suficientes para execução de projetos;
– Projeto de instalações hidráulicas de águas quentes:
– Memórias descritivas, justificativas e de cálculo;
– Planta, cortes, detalhes e vista isométricas;
– Especificação do material e normas para sua aplicação;
– Orçamento.
Instalações Prediais de Água Quente
2.1 Introdução
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– As instalações de água quente devem ser projetadas e construídas 
de modo a:
– Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade 
suficiente e temperatura controlável, com segurança, aos usuários, com 
as pressões e velocidades compatíveis com o perfeito funcionamento dos 
aparelhos sanitários e tubulações;
– Preservar a potabilidade da água;
– Proporcionar o nível de conforto adequado aos usuários;
– Racionalizar o consumo de energia.
Instalações Prediais de Água Quente
2.2 Componentes
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1 – Tubulação de 
água fria
2 – Aquecedor/ 
tanque de 
acumulação
3 – Dispositivo de 
segurança
4 – Tubulação de 
água quente
5 – Ponto de 
utilização 
(chuveiros, duchas, 
pias, lavatórios, etc)
Instalações Prediais de Água Quente
2.2 Componentes
8Instalações Prediais de Água Quente
2.3 Sistemas de distribuição de água quente
9
2.3.1 Sistema individual ou local
Instalações Prediais de Água Quente
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2.3.1 Sistema individual ou local
Vantagens
– Menores custos – não há necessidade de rede de água quente
– Facilidade de instalação
– Ideal em ambientes pequenos afastados das demais dependências 
da edificação
Desvantagens
– Risco de choque
– Vazão limitada (inadequado para banheiras, por exemplo).
Instalações Prediais de Água Quente
2.3 Sistemas de distribuição de água quente
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2.3.2 Sistema central privado (domiciliar)
Instalações Prediais de Água Quente
2.3 Sistemas de distribuição de água quente
2.3 Sistemas de distribuição de água quente
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2.3.2 Sistema central privado (domiciliar)
Vantagens
– Menos pontos de manutenção
– Possibilidade de atender uma vazão maior
– Em prédios, não cria transtornos para rateio e manutenção do sistema
Desvantagens
– Maior custo
– Maior espaço físico para acumulação e ventilação
– Pode ser necessário mais um aparelho (distâncias longas ou uso 
simultâneo)
Instalações Prediais de Água Quente
2.3 Sistemas de distribuição de água quente
13
2.3.3 Sistema central coletivo
Instalações Prediais de Água Quente
2.3 Sistemas de distribuição de água quente
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2.3.3 Sistema central coletivo
Vantagens
– Redução do traçado da rede no interior do apartamento – colunas 
próximas aos pontos de utilização
– Água oferecida maiores vazões – quantidade adequada nos pontos 
de utilização 
Desvantagens
– Maior custo
– Maior perda de calor no reservatório
Instalações Prediais de Água Quente
2.3 Sistemas de distribuição de água quente
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2.3.3 Sistema central coletivo
2.3.3.1 Distribuição ascendente
Instalações Prediais de Água Quente
2.3 Sistemas de distribuição de água quente
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2.3.3 Sistema central coletivo
2.3.3.2 Distribuição descendente
Instalações Prediais de Água Quente
2.3 Sistemas de distribuição de água quente
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2.3.3 Sistema central coletivo
2.3.3.3 Distribuição mista
Instalações Prediais de Água Quente
2.4 Tipos de aquecedores
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– Para o aquecimento de água, utilizam-se normalmente três fontes:
– Eletricidade
– Combustão de sólidos (madeira, carvão, etc.), líquidos (óleo, querosene, 
álcool, etc.) ou gases (gás natural, GLP, etc.)
– Energia solar
– As fontes podem ser usadas associadas (principal e backup)
Instalações Prediais de Água Quente
2.4 Tipos de aquecedores
19
2.4.1 Aquecimento elétrico
Instalações Prediais de Água Quente
2.4 Tipos de aquecedores
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2.4.1 Aquecimento elétrico
Instalações Prediais de Água Quente
2.4 Tipos de aquecedores
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2.4.1 Aquecimento elétrico
Instalações Prediais de Água Quente
2.4 Tipos de aquecedores
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2.4.2 Aquecimento a gás
Instalações Prediais de Água Quente
2.4 Tipos de aquecedores
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2.4.2 Aquecimento a gás
Instalações Prediais de Água Quente
2.4 Tipos de aquecedores
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2.4.3 Aquecimento solar
Instalações Prediais de Água Quente
2.4 Tipos de aquecedores
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2.4.3 Aquecimento solar
Instalações Prediais de Água Quente
2.4 Tipos de aquecedores
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2.4.3 Aquecimento solar
– Instalação de um coletor solar em uma residência
Instalações Prediais de Água Quente
2.4 Tipos de aquecedores
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2.4.3 Aquecimento solar
– Esquema típico de instalação de aquecimento solar
Instalações Prediais de Água Quente
2.4 Tipos de aquecedores
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2.4.3 Aquecimento solar
– Instalação de um aquecedor solar (NBR 15569)
Instalações Prediais de Água Quente
2.4 Tipos de aquecedores
29
2.4.3 Aquecimento solar
– Funcionamento hidráulico por termo-sifão
Instalações Prediais de Água Quente
2.4 Tipos de aquecedores
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2.4.3 Aquecimento solar
– Funcionamento hidráulico por circulação forçada
Instalações Prediais de Água Quente
2.5 Materiais
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2.5.1 Cobre
– Resistente a corrosão e a altas 
pressões e temperaturas
– Vida útil longa
– Custo elevado na aquisição e execução 
(juntas soldadas)
– Exige um bom isolamento térmico
– Alto coeficiente de dilatação
Instalações Prediais de Água Quente
2.5 Materiais
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2.5.2 Ferro galvanizado
– Apresenta custo bastante elevado, 
embora menor que o do cobre.
– Vida curta (incrustações e à corrosão)
– Exige um bom isolamento térmico.
– Alto coeficiente de dilatação
– As juntas são rosqueadas, exigindo 
mão-de-obra especializada.
Instalações Prediais de Água Quente
2.5 Materiais
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2.5.3 CPVC (Policloreto de Vinila Clorado)
– Menor custo
– Vida útil longa, baixo coeficiente de 
dilatação, baixa condutividade térmica
(dispensa isolamento térmico)
– As juntas são soldáveis (mão-de-obra 
treinada) 
– Limitação: temperatura máxima de 80°C –
instalação de termo-válvula
Instalações Prediais de Água Quente
2.5 Materiais
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2.5.4 Polipropileno (PPR)
– Custo mediano
– Vida útil longa, baixo coeficiente de 
dilatação, baixa condutividade térmica
(dispensa isolamento térmico)
– As juntas realizadas por termofusão (mão-
de-obra especializada)
– Limitação: temperatura máxima de 80°C –
instalação de termo-válvula
Instalações Prediais de Água Quente
2.5 Materiais
35
2.5.5 Polietileno reticulado (PEX) 
– Custo alto
– Flexibilidade
– Vida útil longa, baixo coeficiente de 
dilatação, baixa condutividade térmica
(dispensa isolamento térmico)
– Resiste até a 95 °C
– Tem um reduzido número de conexões 
pois o tubo (mangueira) é maleável
Instalações Prediais de Água Quente
2.6 Isolamento térmico
36
Instalações Prediais de Água Quente
– A tubulação de água quente, com alta condutividade térmica, deve 
ser totalmente isolada contra perda de calor. Os isolantes mais 
conhecidos são:
– Calhas de isopor, de lã de vidro, de cortiça
– Polietileno Expandido
– Massa de amianto e cal
– Argamassa de areia, cal e vermiculite
Diâmetro do 
Tubo (mm)
Espessura do 
Isolamento (mm)
15 a 32 20
40a 65 30
80 a 100 40
Paredes planas 50
2.7 Dilatação térmica
37Instalações Prediais de Água Quente
– Deve-se evitar a aderência da tubulação com a estrutura.
– A tubulação deve poder se expandir livremente.
– Em trechos longos e retilíneos deve-se usar cavaletes, liras ou 
juntas de dilatação especiais que permitem a dilatação.
𝑒 = 𝐿𝑝 × 𝐶 × ∆𝑇
Onde:
Lp é o comprimento do tubo em m
C é o coeficiente de expansão térmica, em
m/m.°C
∆T é a variação da temperatura em °C
2.8 Dimensionamento
38Instalações Prediais de Água Quente
2.8.1 Determinação do consumo diário de água quente (CDQ) 
e volume de reservação
𝐶𝐷 = 𝐶 × 𝑃
Onde:
– CD é o consumo diário de água quente (litros/dia)
– C é o diário “per capita” (litros/dia/pessoa) – ver tabela
– P é a população (prédio ou apartamento)
2.8 Dimensionamento
39Instalações Prediais de Água Quente
2.8.1 Determinação do consumo diário de água quente (CDQ)
Tipo de 
edifício
Consumo 
diário à 60°C
Consumo 
nas horas 
de pico 
(l/h)
Duração
do pico 
(horas)
Capacidade 
do 
reservatório
em função do 
CD
Capacidade 
horária de 
aquecimento
em função do 
CD
Residências
Apartamentos
Hotéis
50 l/pessoa/dia 1/7 4 1/5 1/7
Edifícios de 
escritórios
2,5 l/pessoa/dia 1/5 2 1/5 1/6
Fábricas 6,3 l/pessoa/dia 1/3 1 2/5 1/8
Restaurantes
3° classe
2° classe
1° classe
Litros/pessoa
1,9
3,2
5,6
1/10 1/10
2.8 Dimensionamento
40Instalações Prediais de Água Quente
2.8.1 Determinação do consumo diário de água quente (CDQ)
Exercício 01
Determine o consumo diário de água quente e volume de reservação
de uma residência com 3 dormitórios, dependência de empregada e 
banheira de 150 litros (sistema central privado)
Exercício 02
Determine o consumo diário de água quente de um prédio e volume de 
reservação com sete pavimentos, com três apartamentos por andar, 
com dois dormitórios por apartamento, sem dependência de 
empregada (sistema central coletivo)
2.8 Dimensionamento
41Instalações Prediais de Água Quente
2.8.2 Dimensionamento de tubulações
– Seguir os princípios utilizados no dimensionamento da água fria, 
respeitando os critérios estabelecidos para os parâmetros 
hidráulicos, a saber:
– Vazão
– Velocidade
– Pressão
– Perda de carga
2.8 Dimensionamento
42Instalações Prediais de Água Quente
2.8.2 Dimensionamento de tubulações
– Pequeno ajuste: diâmetro da tubulação (seguir o gráfico luneta 
abaixo)
2.8 Dimensionamento
43Instalações Prediais de Água Quente
2.8.2 Dimensionamento de tubulações
– Vazão: o dimensionamento deve permitir a chegada da vazão 
adequada em cada ponto de utilização
– Velocidade máxima (Vmax) 
Não deve exceder a 3,0m/s e nem a fórmula abaixo:
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 14√𝐷
– Pressão 
– Pressão Estática máxima: 40 mca (400 kPa)
– Pressão dinâmica mínima: 0,5 mca (5 kPa)
– Aquecedor a gás (2 mca), aquecedor elétrico (0,5 mca) e ducha (1 mca)
2.8 Dimensionamento
44Instalações Prediais de Água Quente
2.8.2 Dimensionamento de tubulações
– Perda de carga – menor em tubulações de água quente, devido à 
menor viscosidade
– Tubos de cobre ou plástico (água fria)
𝐽 = 0,000859
𝑄1,75
𝐷4,75
– Tubos de cobre ou plástico (água quente)
𝐽 = 0,000692
𝑄1,75
𝐷4,75
– Para efeitos de cálculo, será utilizada a mesma perda encontrada em 
tubulações de água fria
2.8 Dimensionamento
45Instalações Prediais de Água Quente
2.8.2 Dimensionamento de tubulações
– Alimentação do reservatório: soma dos pesos total alimentado
– Sub-ramal: diâmetros mínimos ou pesos
– Ramal: máximo possível ou máximo provável
– Coluna: soma dos pesos dos ramais alimentados
– Barrilete: soma dos pesos das colunas alimentadas
– Verificação de pressão
46Instalações Prediais de Água Quente
Aparelho sanitário Peça de utilização
Vazão de 
projeto 
(L/s)
Peso 
relativo
Bacia sanitária
Caixa de descarga 0,15 0,3
Válvula de 
descarga
1,70 32,0
Banheira
Misturador (água 
fria)
0,30 1,0
Bebedouro Registro de pressão 0,10 0,1
Ducha higiênica
Misturador (água 
fria)
0,10 0,1
Chuveiro ou ducha
Misturador (água 
fria)
0,20 0,4
Chuveiro elétrico Registro de pressão 0,10 0,1
Lavadora de pratos ou 
roupa
Registro de pressão 0,30 1,0
Lavatório
Torneira ou 
misturador
0,15 0,3
Mictório
com sifão 
integrado
Válvula de 
descarga
0,50 2,8
sem sifão 
integrado
Caixa de descarga, 
resgistro de 
pressão ou válvula 
de descarga para 
mictório
0,15 0,3
Mictório tipo calha
Caixa de descarga 
ou registro de 
pressão
0,15 0,3
Pia
Torneira ou 
misturador
0,25 0,7
Torneira elétrica 0,10 0,1
Tanque Torneira 0,25 0,7
Torneira de jardim ou 
lavagem em geral
Torneira 0,20 0,4
47Instalações Prediais de Água Quente
Ábaco de Fair-Whipple-Hsiao para cobre ou plástico
𝐽 = 0,000859
𝑄1,75
𝐷4,75
48Instalações Prediais de Água Fria
Passo Atividade Modo
Coluna a 
preencher
1º Numerar trechos - 1
2º Determinar os pesos de cada trecho Tabela - Pesos das peças de utilização 2
3º Determinar os pesos acumulados - 3
4º Definir vazão estimada Nomograma de pesos, vazões e diâmetros ou fórmula 4
5º Definir diâmetro Nomograma de pesos, vazões e diâmetros 5
6º Definir velocidade estimada Ábaco de Fair-Whipple-Hsiao ou fórmula 6
7º Definir perda de carga unitária Ábaco de Fair-Whipple-Hsiao ou fórmula 7
8º Definir diferença de cota - 8
9º Determinar pressão disponível Somar pressão no trecho anterior mais diferença de cota 9
10º Determinar comprimento real do tubo - 10
11º Determinar comprimento equivalente das conexões Quadro - Comprimentos equivalentes 11
12º Determinar comprimento total Somar colunas 10 e 11 12
13º Determinar perda de carga da tubulação Multiplicar coluna 7 por coluna 10 13
14º Determinar perda de carga de conexões Multiplicar coluna 7 por coluna 11 14
15º Determinar perda de carga total Multiplicar coluna 7 por coluna 12 15
16º Determinar pressão a jusante Subtrair coluna 9 da 15 16
2.8 Dimensionamento
2.8.2 Dimensionamento
Exercício 03
• Dimensionar os ramais 
principais e colunas, já 
que os sub-ramais 
devem seguir os 
diâmetros mínimos.
49Instalações Prediais de Água Quente
PESOS DOS RAMAIS DE ÁGUA QUENTE
Trecho Peso das peças Peso do trecho Diâmetro do trecho
A-B
5 x 0,4 = 2,0
8 x 0,3 = 2,4
6 x 1,0 = 6,0
2,0 + 2,4 + 6,0 = 10,4 35 mm
B-C
1 x 0,4 = 0,4
3 x 0,3 = 0,9
1 x 1,0 = 1,0
0,4 + 0,9 + 1,0 = 2,3 22 mm
E-D
12 x 0,4 = 4,8
14 x 0,3 = 4,2
4,8 + 4,2 = 9 35 mm
E-B BC + BA 2,3 + 10,4 = 12,7 35 mm
E-F ED + EB 9 + 12,7 = 21,7 42 mm
2.8 Dimensionamento
2.8.2 Dimensionamento
Exercício 03
Instalações Prediais de Água Quente 50
2.8 Dimensionamento
51Instalações Prediais de Água Quente
2.8.3 Dimensionamento aquecedor elétrico/ gás
– Capacidade do reservatório – especificações do fabricante
Aquecedor elétrico horizontal Cumulus
2.8 Dimensionamento
52Instalações Prediais de Água Quente
2.8.3 Dimensionamento aquecedor elétrico
– Capacidade do reservatório – especificações do fabricante
Aquecedor elétrico horizontal Cumulus
2.8 Dimensionamento
53Instalações Prediais de Água Quente
2.8.3 Dimensionamento aquecedor elétrico
– Capacidade do reservatório – especificações do fabricante
Aquecedor elétrico vertical Cumulus
2.8 Dimensionamento
54Instalações Prediais de Água Quente
2.8.3 Dimensionamento aquecedor elétrico
– Capacidade do reservatório – especificações do fabricante
Aquecedor elétrico vertical Cumulus
2.8 Dimensionamento
55Instalações Prediais de Água Quente
2.8.3 Dimensionamento aquecedor solar
– Quantidade de calor necessário
𝑄 = 𝑚𝑐(𝑡2 − 𝑡1)
Q: quantidade de calor necessária em kcal/dia
m: quantidade de água em litros
c: calor específico da água em kcal/kg ºC = 1
t2: temperatura final em graus
t1: temperatura inicial em graus
2.8 Dimensionamento
56Instalações Prediais de Água Quente
2.8.3 Dimensionamento aquecedor solar
– Área de superfície coletora
𝑆 =
𝑄
𝐼 × 𝑅
S: área em m²
Q: quantidade de calor em kcal/dia
I: intensidade solar em kWh/m²xdia (Palmas : 4.900)
R: rendimento do painel (parafins práticos, R=50%)
2.8 Dimensionamento
57Instalações Prediais de Água Quente
2.8.3 Dimensionamento aquecedor solar
Exercício 04
Dimensionar a quantidade de placas coletoras para os valores de 
consumo diário encontrados nos exercícios 1 e 2. Considere a 
temperatura da água na rede a 20°C e na saída do coletor a 60°C e 
painéis de 1,0 x 1,6m. 
Exercício 1: 425L
Exercício 2: 4.200 L
2.8 Dimensionamento
58Instalações Prediais de Água Quente
Exercício 05
Dimensionar as instalações de água quente do banheiro da figura a 
seguir levando em conta as seguintes premissas:
– Número de quartos na casa: 3 quartos, todos atendidos pelo mesmo 
banheiro
– Aquecedor elétrico de acumulação
– Tubulação: CPVC
– Método máximo possível
2.8 Dimensionamento
59Instalações Prediais de Água Quente
Exercício 05
2.8 Dimensionamento
60Instalações Prediais de Água Quente
Exercício 05
2.8 Dimensionamento
61Instalações Prediais de Água Quente
Exercício 05
– Capacidade do reservatório de água quente (boiler) e especificação 
do boiler
– Dimensionamento das tubulações (método máximo provável –
pesos)
– Verificação de pressão
Revisão
1. Introdução
2. Componentes
3. Sistemas de distribuição de água quente
4. Tipos de aquecedores
5. Materiais
6. Isolamento térmico
7. Dilatação térmica
8. Dimensionamento
62