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28/08/2019 1 Conteúdo ■ De onde vem a água? – Mananciais: ■ Reservas hídricas ou fontes de água para abastecimento público que podem ser superficiais ou subterrâneas. ■ São utilizadas para represar a água da chuva. – Antes do tratamento, a água é retirada de rios, lagos, riachos, represas e lençol freático. 59Fonte: SABESP Conteúdo ■ De onde vem a água? – Na Região Metropolitana de São Paulo: a fonte principal utilizada para abastecimento público é a água armazenada em barragens ou represas. – No Interior de São Paulo: é comum o uso da água de poços profundos provenientes de mananciais subterrâneos que também inspiram proteção e cuidados. – No litoral: há mananciais de serra e rios imprescindíveis ao desenvolvimento das regiões. 60Fonte: SABESP 59 60 28/08/2019 2 Tratamento de Água 61Fonte: SABESP Tratamento de Água 62Fonte: SABESP 61 62 28/08/2019 3 Tratamento de Água 63Fonte: SABESP Tratamento de Água 64Fonte: SABESP 63 64 28/08/2019 4 Segundo a NBR 5626 ■ O que é Instalação Predial de Água Fria? – Conjunto de tubos, equipamentos, reservatórios destinados ao abastecimento dos aparelhos de utilização. – Este projeto deve ser realizado juntamente com os projetos de arquitetura, estrutura, fundações e outros pertinentes ao edifício de modo que se consiga a mais perfeita compatibilização entre todos os requisitos técnicos e econômicos envolvidos. 65 66 65 66 28/08/2019 5 Segundo a NBR 5626 ■ Que norma devemos seguir? – NBR 5626:1998 – Instalação Predial de Água Fria ■ O que ela aborda? – Fixa exigências e recomendações relativas ao projeto, execução e manutenção da instalação. – Durante toda a sua vida útil, o projeto deve atender aos requisitos: 67 Segundo a NBR 5626 – Preservar a potabilidade da água ■ Garantir a qualidade da água fornecida – Garantir o fornecimento de água contínuo, em quantidade adequada e com pressões e velocidades compatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos sanitários. – Promover economia de água e energia 68 67 68 28/08/2019 6 Segundo a NBR 5626 ■Evitar níveis de ruídos inadequados à ocupação do ambiente. 69 Abastecimento Predial ■ Tipos de Abastecimento: – Direto; – Indireto sem e com bombeamento; – Misto. 70 69 70 28/08/2019 7 Abastecimento Predial ■ Direto: – A alimentação predial é feita diretamente da rede pública de distribuição. – Sistema de Baixo Custo – Qualquer intermitência no sistema acarreta em falta de água na edificação. 71 Abastecimento Predial 72 ■ Indireto sem Bombeamento: – Necessário Sistema de distribuição com alta pressão. – Alimentar o Reservatório Superior (RS) – Abastecimento interno garantido por um período. Fonte: CARVALHO, ROBERTO JÚNIOR, Instalações Hidrosanitárias 71 72 28/08/2019 8 Abastecimento Predial 73 ■ Indireto sem Bombeamento: – Necessário Sistema de distribuição com alta pressão. – Alimentar o Reservatório Superior (RS) – Abastecimento interno garantido por um período. Fonte: CARVALHO, ROBERTO JÚNIOR, Instalações Hidrosanitárias Abastecimento Predial 74 ■ Indireto com Bombeamento: – Alimentar o Reservatório Inferior (RI) – Ri alimenta o RS – Edificações com mais e 9 metros. Fonte: CARVALHO, ROBERTO JÚNIOR, Instalações Hidrosanitárias 73 74 28/08/2019 9 Ramal de Abastecimento ■ Abastecimento Predial feito à partir do Distribuidor Público. ■ Composto por: – Ramal Predial: Trecho de tubulação compreendida entre Distribuidor Público e o Aparelho de Medição. – Alimentador Predial: Trecho que se estende do Aparelho medidor até a boia do Reservatório. 75 76 Ramal Predial: Tubulação compreendida entre a rede pública de abastecimento até a instalação predial. 75 76 28/08/2019 10 Ramal Predial 77 Instalação Predial de Água fria: 78 Alimentador Predial: Trecho que se estende do Aparelho medidor até a boia do Reservatório. 77 78 28/08/2019 11 79 Reservatório Inferior: Reservatório destinado a armazenar água da rede pública e alimentar o reservatório superior. 80 Tubulação de Secção: Entre a tomada de água do reservatório inferior e a bomba de recalque. 79 80 28/08/2019 12 81 ■ Instalação Elevatória: Sistema formado por: – tubulação de sucção – ligada na saída do reservatório inferior e entrada da bomba de recalque. – Tubulação de recalque – ligada na saída da bomba de recalque e entrada do reservatório superior – Bomba de recalque. 82 Reservatório Superior: Responsável por alimentar a rede de distribuição predial. Recebe água do reservatório inferior. 81 82 28/08/2019 13 83 Rede de distribuição predial: Constituído pelas tubulações de barriletes, colunas de distribuição, ramais. 84 Barrilete: Conjunto de tubulações que constituem as colunas de água saindo do reservatório. 83 84 28/08/2019 14 Dimensionando os Barriletes ■ Barrilete Unificado ou Concentrado: – Vantagem de abrigar os registros de operação em uma área restrita; – Fácil segurança e controle do sistema hidráulico. Fonte: MACINTYRE, Joseph Archibald, Instalações Hidráulicas 85 Dimensionando os Barriletes ■ Barrilete Ramificado: – Mais econômico, pois possibilita menor quantidade de tubulação; – Registros mais espaçados e colocados no início de cada coluna. Fonte: MACINTYRE, Joseph Archibald, Instalações Hidráulicas 86 85 86 28/08/2019 15 87 Coluna de água: Tubulação responsável por alimentar os ramais. Medição de Consumo ■ Toda edificação tem um medidor (hidrômetro) ligado na junção entre o ramal predial e o alimentador predial. Este medidor é obrigatório. ■ Em edificações multifamiliares podemos ter mais de um hidrômetro. 88 87 88 28/08/2019 16 Medição de Consumo 89 1 – Quando escolhemos fazer o Sistema Coletivo de medição, temos: • O consumo total da edificação é rateado por todas as unidades habitacionais. • Aumento de consumo. • Deve ser previsto uma possível adequação posterior. Medição de Consumo 90 2 – Medição no andar: • Cada unidade habitacional tem seu consumo medido e tarifado de acordo. • Esta é uma adaptação da medição coletiva. • As colunas descem por um ponto de fácil acesso. • Uma coluna pode abastecer mais de um apartamento. • Redução de até 30% no consumo da edificação. 89 90 28/08/2019 17 Medição de Consumo 91 3 – Medição na cobertura: • Cada unidade habitacional tem seu consumo medido e tarifado de acordo. • Todos os hidrômetros são posicionados logo abaixo do barrilete, no início da coluna de AF de cada unidade habitacional. • A coluna de AF pode descer por prumada dentro das paredes das unidades habitacionais ou por seus shaft’s. Medição de Consumo 92 4 – Medição no Térreo: • Cada unidade habitacional tem seu consumo medido e tarifado de acordo. • Todos os hidrômetros são posicionados no Térreo ( necessário uso de válvula redutora de pressão), no início da coluna de AF de cada unidade habitacional. • A coluna de AF pode subir por prumada dentro das paredes das unidades habitacionais ou por seus shaft’s. 91 92 28/08/2019 18 Zonas de Pressão ■ A tubulação tem consegue trabalhar em um limite de 40 mca.. Acima disso há dano nos tubos e conexões e começam a aparecer vazamentos. ■ Por isso usamos válvulas redutoras de pressão para controlar a pressão dentro dos tubos. 93 Zonas de Pressão Neste projeto temos 3 zonas de pressão: Vamos olhar com mais detalhe cada zona. 94 93 94 28/08/2019 19 Zonas de Pressão Últimos andares Pressurizados, pois encontram-se mais próximos ao Reservatório Superior e possuem menor Pressão Estática. 95 Zonas de Pressão Andares intermediários da edificação possuem Pressão Estática aceitável, portanto o Sistema Hidráulico de A.F. funciona apenas com a pressão da água. 96 95 96 28/08/2019 20 Zonas de Pressão Para os primeiros andares da edificação, temos uma pressão muito alta (superior a 40 mca.), portanto, temos que usar uma válvula redutora de pressão. 97 Reservatório Intermediário 98 Fonte: BOTELHO, Manoel Henrique Campos,Instalações Hidráulicas Prediais: usando tubos de PVC e PPR, Blucher 97 98 28/08/2019 21 Sub-ramal 99 Sub-ramal: Tubulação responsável por alimentar os aparelhos sanitários. 100 99 100 28/08/2019 22 Dimensionando os Reservatórios ■ Reservatório Superior (RS) • O reservatório superior (RS) pode ser alimentado pelo sistema de recalque ou diretamente pelo alimentador predial; • Em residências, quando abastecido diretamente pela rede pública, é localizado na cobertura e o mais próxima possível dos pontos de consumo: perda de carga e economia. 101 Dimensionando os Reservatórios ■ Reservatório Superior (RS) • Nos prédios de três ou mais pavimentos, o RS é localizado, geralmente sobre a caixa de escadas, em função da proximidade de seus pilares. 102 101 102 28/08/2019 23 Dimensionando os Reservatórios ■ Reservatório Superior (RS) • É importante prever a facilidade de acesso ao RS com utilização de escadas ou portas independentes. • Dever-se prever o acesso ao interior do reservatório para inspeção e limpeza. Esta abertura deve ter, pelo menos, 60 cm. 103 Dimensionando os Reservatórios ■ Reservatório Inferior (RI) • O Reservatório Inferior (RI) é necessário em edifícios com 3 ou mais pavimentos, pois a rede pública não fornece pressão suficiente para a alimentação direta do RS. • Deve ser instalado em local de fácil acesso, de forma isolada e afastado da tubulação de esgoto. 104 103 104 28/08/2019 24 Dimensionando os Reservatórios ■ Reservatório Inferior (RI) • Quando no subsolo, as tampas deverão ser elevadas pelo menos 10 cm em relação a o piso acabado para evitar contaminação pela infiltração de água. 105 Dimensionando os Reservatórios ■ Reservatório Inferior (RI) • Juntamente do RI, devemos também nos preocupar com o projeto da “casa de bombas”, onde fica localizado o sistema elevatório. • As bombas podem ficar acima do reservatório (mais utilizado) ou abaixo do reservatório (menos utilizado). 106 105 106 28/08/2019 25 Dimensionando os Reservatórios ■ De acordo com a NBR 5626, a capacidade dos reservatórios deve ser estabelecida em função do padrão de consumo da edificação e, também, da frequência e duração das interrupções. ■ O volume de água reservado para uso doméstico deve ser, no mínimo, de 24 horas de consumo normal da edificação, sem considerar a Reserva Técnica contra Incêndio (RTI). ■ Recomenda-se de reservatório mínimo de 500 litros. 107 Dimensionando os Reservatórios ■ Consumo diário água nas edificações: – Para calcular o consumo diário de água na edificação, é necessário saber: ■ Pressão e vazão nos pontos de utilização; ■ Quantidade e frequência de utilização dos aparelhos; ■ População; ■ Condições socioeconômicas; ■ Clima, entre outros. 108 107 108 28/08/2019 26 Dimensionando os Reservatórios ■ Consumo diário água nas edificações: – Estimamos que: ■ Cada dormitório social é ocupado por 2 pessoas; ■ Cada dormitório de serviço é ocupado por 1 pessoa; ■ Para apartamento de Zeladoria deve-se adotar 4 pessoas. 109 Dimensionando os Reservatórios ■ Consumo diário água nas edificações: – Na ausência de critérios e informações, para calcular o consumo diário de uma edificação, utilizam-se tabelas apropriadas:* verifica-se a taxa de ocupação de acordo com o tipo de uso do edifício e o consumo per capita (por pessoa). O consumo diário (Cd) pode ser calculado pela seguinte fórmula: 𝐂𝐝 = 𝐏 𝐪 Onde: Cd = Consumo diário (litros/dia) P = População que ocupará a edificação q = consumo per capita 110 109 110 28/08/2019 27 Dimensionando os Reservatórios 111 Dimensionando os Reservatórios 112 111 112 28/08/2019 28 Dimensionando os Reservatórios ■ Capacidade dos Reservatórios: – É recomendado dimensionar reservatórios com capacidade suficiente para 48 horas de consumo. Então, a quantidade total de água a ser armazenada será: 𝐂𝐑 = 𝟐 𝐂𝐝 Onde: CR = Capacidade total do reservatório (litros) Cd = Consumo diário da edificação (litros/dia) 113 Dimensionando os Reservatórios ■ Capacidade dos Reservatórios: – Para os casos comuns de reservatórios domiciliares, recomenda-se a seguinte distribuição: ■ Reservatório inferior: 60% CR; ■ Reservatório superior: 40% CR + RTI – Esses valores são fixados para aliviar a carga da estrutura. – A reserva de incêndio, usualmente, é colocada no reservatório superior. – Nesta etapa do projeto podemos fazer uma aproximação de RTI = 20% do CR. 114 113 114 28/08/2019 29 Dimensionando os Reservatórios ■ Capacidade dos Reservatórios: – Não usamos o RTI em: ■ Edificações unifamiliares com até 2 pavimentos ■ Edificações multiuso de até 2 pavimentos com acessos dos pavimentos separados. 115 Dimensionando os Reservatórios ■ Reservatório Moldado in-loco 116 CONSUMO 40% DO CR INCÊNDIO 20% DO CR 115 116 28/08/2019 30 Dimensionando os Reservatórios ■ Exemplos: 1) Dimensione o Reservatório Superior de um sobrado com 2 dormitórios sociais. 2) Dimensione os Reservatórios de um cinema com 5 salas divididas em 3 pavimentos e 310 lugares em cada sala. 3) Uma escola do tipo internato com 800 crianças. 4) Conjunto com 2 edifícios com 25 pavimentos de apartamentos cada bloco. Cada pavimento contém 4 apartamentos de 3 dormitórios e 2 apartamentos de 2 dormitórios. No Térreo do primeiro bloco tem apartamento de Zeladoria. 117 Dimensionando os Reservatórios ■ Exemplos: 1) Dimensione o Reservatório Superior de um sobrado com 2 dormitórios sociais. 118 𝐶 = 𝐶 𝑞 𝐶 = 150 4 𝐶 = 600 𝑙 Consumo Diário 𝐶 = 2 𝐶 𝐶 = 2 600 𝐶 = 1200 𝑙 Volume Total 117 118 28/08/2019 31 Dimensionando os Reservatórios ■ Exemplos: 1) Dimensione o Reservatório Superior de um sobrado com 2 dormitórios sociais. 119 𝐶 = 𝐶 𝑞 𝐶 = 150 4 𝐶 = 600 𝑙 Consumo Diário 𝐶 = 2 𝐶 𝐶 = 2 600 𝐶 = 1200 𝑙 Volume Total Dimensionando os Reservatórios ■ Exemplos: 2) Dimensione os Reservatórios de um cinema com 5 salas divididas em 3 pavimentos e 310 lugares em cada sala. 120 𝐶 = 𝐶 𝑞 𝐶 = 5 2 310 𝐶 = 3100 𝑙 Consumo Diário 𝐶 = 2 𝐶 𝐶 = 2 3100 𝐶 = 6200 𝑙 Volume Total Reservatório Inferior 𝑅𝐼 = 0,6 𝐶 𝑅𝐼 = 0,6 6200 𝑅𝐼 = 3720 𝑙 119 120 28/08/2019 32 Dimensionando os Reservatórios ■ Exemplos: 2) Dimensione os Reservatórios de um cinema com 5 salas divididas em 3 pavimentos e 310 lugares em cada sala. 121 𝐶 = 𝐶 𝑞 𝐶 = 5 2 310 𝐶 = 3100 𝑙 Consumo Diário 𝐶 = 2 𝐶 𝐶 = 2 3100 𝐶 = 6200 𝑙 Volume Total Reservatório Inferior 𝑅𝐼 = 0,6 𝐶 𝑅𝐼 = 0,6 6200 𝑅𝐼 = 3720 𝑙 Dimensionando os Reservatórios ■ Exemplos: 2) Dimensione os Reservatórios de um cinema com 5 salas divididas em 3 pavimentos e 310 lugares em cada sala. 122 𝐶 = 𝐶 𝑞 𝐶 = 5 2 310 𝐶 = 3100 𝑙 Consumo Diário 𝐶 = 2 𝐶 𝐶 = 2 3100 𝐶 = 6200 𝑙 Volume Total Reservatório Superior 𝑅𝑆 = 0,4 𝐶 + 𝑅𝑇𝐼 𝑅𝑆 = 0,4 6200 + 0,2 6200 𝑅𝑆 = 3720 𝑙 121 122 28/08/2019 33 Dimensionando os Reservatórios ■ Exemplos: 3) Uma escola do tipo internato com 800 crianças. 123 𝐶 = 𝐶 𝑞 𝐶 = 150 800 𝐶 = 120000 𝑙 Consumo Diário 𝐶 = 2 𝐶 𝐶 = 2 120000 𝐶 = 240000 𝑙 Volume Total Reservatório Superior 𝑅𝑆 = 0,4 𝐶 + 𝑅𝑇𝐼 𝑅𝑆 = 0,4 240000 + 0,2 240000 𝑅𝑆 = 144000 𝑙 Reservatório Inferior 𝑅𝐼 = 0,6 𝐶 𝑅𝐼 = 0,6 240000 𝑅𝐼 = 144000 𝑙 Dimensionando os Reservatórios ■ Exemplos: 3) Uma escola do tipo internato com 800 crianças. 124 𝐶 = 𝐶 𝑞 𝐶 = 150 800 𝐶 = 120000 𝑙 Consumo Diário 𝐶 = 2 𝐶 𝐶 = 2 120000 𝐶 = 240000 𝑙 Volume Total Reservatório Superior 𝑅𝑆 = 0,4 𝐶 + 𝑅𝑇𝐼 𝑅𝑆 = 0,4 240000 + 0,2 240000 𝑅𝑆 = 144000 𝑙 Reservatório Inferior 𝑅𝐼 = 0,6 𝐶 𝑅𝐼 = 0,6 240000 𝑅𝐼 = 144000 𝑙 123 124 28/08/2019 34 Dimensionando os Reservatórios ■ Exemplos: 4) Conjunto com 2 edifícios com 25 pavimentos de apartamentos cada bloco. Cada pavimento contém 4 apartamentos de 3 dormitórios e 2 apartamentos de 2 dormitórios. No térreo do primeiro bloco tem apartamento de Zeladoria. Primeiro Edifício: 25 pavimento,4 apartamentos de 3 dormitórios e 2 apartamentos de 2 dormitórios + apartamento da Zeladoria. 125 Dimensionando os Reservatórios ■ Exemplos: 4) Conjunto com 2 edifícios com 25 pavimentos de apartamentos cada bloco. Cada pavimento contém 4 apartamentos de 3 dormitórios e 2 apartamentos de 2 dormitórios. No térreo do primeiro bloco tem apartamento de Zeladoria. 126 𝐶 = 200 25 4 3 2 + 2 2 2 + 200 4Consumo Diário: 𝐶 = 160800 𝑙 Primeiro Bloco: 125 126 28/08/2019 35 Dimensionando os Reservatórios ■ Exemplos: 4) Conjunto com 2 edifícios com 25 pavimentos de apartamentos cada bloco. Cada pavimento contém 4 apartamentos de 3 dormitórios e 2 apartamentos de 2 dormitórios. No térreo do primeiro bloco tem apartamento de Zeladoria. 127 𝐶 = 2 160800 = 321600 𝑙Volume Total: Primeiro Bloco: Reservatório Inferior: 𝑅𝐼 = 0,6 𝐶 = 0,6 321600 = 192960 𝑙 Reservatório Superior: 𝑅𝐼 = 0,4 𝐶 + 𝑅𝑇𝐼 = 192960 𝑙 Dimensionando os Reservatórios ■ Reservatório industrializado – Deve ser instalada em local ventilado e de fácil acesso para inspeção e limpeza. – Recomenda-se um espaço mínimo em torno da caixa de 60 cm, podendo chegar a 45 cm para caixas de até 1 000 litros. – O reservatório deve ser instalado sobre uma base estável, capaz de resistir aos esforços sobre ela atuantes. 128 127 128 28/08/2019 36 Dimensionando os Reservatórios ■ Reservatório industrializado – A base, preferencialmente de concreto, deve ter a superfície plana, rígida e nivelada sem a presença de pedriscos pontiagudos capazes de danificar a caixa; – Reservatórios com capacidade superior à 4.000 l, devem ser divididos em dois ou mais compartimentos iguais, comunicados através de um Barrilete 129 Dimensionando os Reservatórios 130 𝐷 ≥ 0,8 𝑚 129 130 28/08/2019 37 Dimensionando os Reservatórios ■ Localização do Reservatório: – Localização inadequada causa mais gasto de instalação e maior perda de carga na tubulação; – Devemos diminuir a quantidade de conexões e encurtar o encanamento sempre que possível para aumentar a Pressão Dinâmica no ponto de utilização; 131 Dimensionando os Reservatórios ■ Localização do Reservatório: – O ideal seria deixar o reservatório em uma posição equidistante dos pontos de consumo, diminuindo as perdas de carga do projeto. – Compatibilizar os aspectos técnicos para o posicionamento da caixa d’água e sua proposta arquitetônica. 132 131 132 28/08/2019 38 Dimensionando os Reservatórios ■ Tempo Enchimento do Reservatório: – Segundo a NBR 5626:1998, temos: ■ Nos pontos de suprimento de reservatórios, a vazão de projeto pode ser determinada dividindo-se a capacidade do reservatório pelo tempo de enchimento. ■ No caso de edifícios com pequenos reservatórios individualizados, como é o caso de residências unifamiliares, o tempo de enchimento deve ser menor do que 1 h. No caso de grandes reservatórios (acima de 4000 l), o tempo de enchimento pode ser de até 6 h, dependendo do tipo de edifício. 133 Dimensionando os Alimentador Predial ■ Para dimensionar o Alimentador Predial, temos: 𝑄 = 𝐶 86400 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠 ■ A velocidade praticada para alimentadores prediais varia entre 0,6 e 1,0 m/s. ■ Para Determinar o DN, temos que utilizar o Ábaco de Fair- Whipple-Hsiao. 134 133 134 28/08/2019 39 ÁBACO DE PERDA DE CARGA J = Coeficiente de Atrito (mca/m) V = Velocidade (m/s) Q = Vazão (l/s) DN = Diâmetro Nominal 135 Dimensionando os Alimentador Predial ■ Exemplo: 1) Calcule o Alimentador Predial de uma casa cujo Cd = 1500 litros/dia. 2) Calcule o Alimentador Predial de uma loja cujo Cd =50000 litros/dia. 3) Calcule o Alimentador Predial de um edifício cujo Cd = 190000 litros/dia. 136 135 136 28/08/2019 40 Dimensionando os Alimentador Predial ■ Exemplo: 1) Cd = 1500 litros/dia. 𝑄 = 𝐶 86400 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠 = 𝑄 = 1500 86400 = 0,0173 𝑙/𝑠 DN = 16 mm 137 Dimensionando os Alimentador Predial ■ Exemplo: 2) Cd = 50000 litros/dia. 𝑄 = 𝐶 86400 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠 = 𝑄 = 50000 86400 = 0,578 𝑙/𝑠 DN = 32 mm 138 137 138 28/08/2019 41 Dimensionando os Alimentador Predial ■ Exemplo: 1) Cd = 190000 litros/dia. 𝑄 = 𝐶 86400 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠 = 𝑄 = 190000 86400 = 2,2 𝑙 𝑠 DN = 60 mm. 139 Tubulação do Reservatório ■ Tubulação do Extravasador – Para RI, adota-se um diâmetro superior ao alimentador predial; – No caso de RS: ■ Sem RI: Diâmetro superior ao alimentador predial; ■ Com RI: Diâmetro superior ao tubo de recalque. 140 139 140 28/08/2019 42 Tubulação do Reservatório ■ Tubulação de Limpeza – Recomenda-se utilizar, pelo menos, 32 mm por causa do lodo acumulado no fundo do reservatório que pode entupir a tubulação. 141 Tubulação do Reservatório ■ Torneira de Boia (ou similar) – Definida a partir de catálogos de fabricantes de acordo com a pressão submetida à ela. 142 141 142 28/08/2019 43 MÉTODOS DE PRÉ- DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO Pré-dimensionamento dos Tubos ■ Antes de iniciarmos com os cálculos, vamos a algumas informações importantes: 144 143 144 28/08/2019 44 Quantidade Mínima de Aparelhos Sanitários 145 146 Alturas dos pontos de utilização à partir do piso acabado. 145 146 28/08/2019 45 147 Vazão e Pesos Relativos segundo a NBR 5626/98. Pré-dimensionamento da tubulação ■ O dimensionamento da tubulação deve atender a demanda e comportamento do sistema hidráulico instalado. ■ Nas colunas, o dimensionamento de água deve ser verificado trecho por trecho, dispondo do esquema vertical das instalações, com cada conjunto de ramais que será ligado em cada coluna. 148 147 148 28/08/2019 46 Pré-dimensionamento da tubulação ■ Também devemos calcular as perdas de cargas localizadas, os comprimentos de colunas, o número de registros e conexões, etc., 149 Pré-dimensionamento da tubulação ■ Nos Ramais e sub-ramais o dimensionamento das tubulações deve ser calculado de maneira a atender: – A vazão de água exigida pelos equipamentos hidráulicos que serão ligados; – O tipo de utilização destes equipamentos. De acordo com o tipo de utilização, o dimensionamento poderá atender aos critérios: “Máximo Consumo Possível” e “Consumo da Demanda Provável” 150 149 150 28/08/2019 47 CRITÉRIO DE CONSUMO PELA MÁXIMO CONSUMO POSSÍVEL ■ Baseia-se na hipótese em que todos os aparelhos servidos pelo ramal sejam utilizados simultaneamente. ■ Portanto, a vazão total no início do ramal deve ser a soma das vazões de cada um dos sub-ramais. 151 ■ Em geral, o uso simultâneo ocorre em instalações tais como: – Fábricas, – Escolas, – Quartéis, – Shoppings Centers, – Instalações esportivas, 152 CRITÉRIO DE CONSUMO PELA MÁXIMO CONSUMO POSSÍVEL 151 152 28/08/2019 48 ■ Em geral, uso simultâneo em determinados “momentos de pico de uso”, tais como: – O banho no fim de exercícios coletivos em quartéis, academias, esportistas no fim dos jogos; – O uso coletivo do banheiro em intervalos de sessões, como: recreio dos estudantes em escolas; a saída dos cinemas, etc.; 153 CRITÉRIO DE CONSUMO PELA MÁXIMO CONSUMO POSSÍVEL CRITÉRIO DE CONSUMO DA DEMANDA PROVÁVEL ■ Baseia-se na hipótese em que todos os aparelhos servidos pelo ramal sejam utilizados NÃO simultaneamente. ■ Portanto, o PESO RELATIVO TOTAL no início do ramal deve ser a soma dos Pesos Relativos de cada um dos sub-ramais. 154 153 154 28/08/2019 49 ■ Devemos prever o uso NÃO simultâneo em edificações residenciais. 155 CRITÉRIO DE CONSUMO DA DEMANDA PROVÁVEL CRITÉRIO DE CONSUMO DA DEMANDA PROVÁVEL ■ A tabela ao lado, também conhecida como Ábaco, é uma régua que relaciona as 3 unidades de medidas: – Primeira coluna: da esquerda (em verde) é a régua que fornece o Diâmetro Nominal (DN) sugerido para garantir a vazão requerida. – Segunda coluna: (em rosa) é a régua que fornece a Vazão (Q), dada em l/s – Terceira coluna: (em azul) é a régua que fornece o Peso Relativo (PR), que será utilizado para o cálculo das Vazões Prováveis; ■ Observe que a régua com as 3 medidas está recortadaem 3 partes, mas trata-se de uma régua só. 156 155 156 28/08/2019 50 CRITÉRIO DE CONSUMO DA DEMANDA PROVÁVEL ■ A tabela ao lado, também conhecida como Ábaco, é uma régua que relaciona as 3 unidades de medidas: – Primeira coluna: da esquerda (em verde) é a régua que fornece o Diâmetro Nominal (DN) sugerido para garantir a vazão requerida. – Segunda coluna: (em rosa) é a régua que fornece a Vazão (Q), dada em l/s – Terceira coluna: (em azul) é a régua que fornece o Peso Relativo (PR), que será utilizado para o cálculo das Vazões Prováveis; ■ Observe que a régua com as 3 medidas está recortada em 3 partes, mas trata-se de uma régua só. 157 CRITÉRIO DE CONSUMO DA DEMANDA PROVÁVEL ■ Critério de Consumo da Demanda Provável – Soma dos Pesos Equipamentos PR de 1 equipamento PR de 10 equipamentos Bacia sanitária com válvula hidra Lavatório Chuveiro elétrico Soma 158 157 158 28/08/2019 51 Equipamentos Q de 1 equipamento PR de 10 equipamentos Bacia sanitária com válvula hidra Lavatório Chuveiro elétrico Soma 159 Dimensionamento pela Perda de Carga ■ Para dimensionar corretamente a tubulação de água fria temos que considerar: – Pressão Estática: dada pela diferença de altura entre o ponto de utilização e a saída de água do RS; – Perda de Carga: perda de pressão que ocorre dentro da tubulação enquanto a água está em movimento. ■ Localizada: Perda de carga nos registros e conexões ■ Distribuída: Perda de carga ao longo da tubulação. 160 159 160 28/08/2019 52 Dimensionamento pela Perda de Carga ■ Para dimensionar corretamente a tubulação de água fria temos que considerar: – Pressão Dinâmica: É a pressão de serviço para o correto funcionamento do aparelho hidrossanitário. 161 Dimensionamento pela Perda de Carga ■ Para dimensionar corretamente a tubulação de água fria temos que considerar: – Pressão Dinâmica: É a pressão de serviço para o correto funcionamento do aparelho hidrossanitário. 162 161 162 28/08/2019 53 Dimensionamento pela Perda de Carga ■ Para fazer o dimensionamento da tubulação utilizamos: – Plantas: trajetória horizontal da tubulação e localização das prumadas; – Cortes: trajetória vertical da tubulação nas prumadas e criação dos ramais de alimentação; – Vistas: Detalhe da edificação para melhor visualização do projeto; – Isométricas: Mostra mais detalhadamente a trajetória da tubulação até os pontos de utilização. 163 Dimensionamento pela Perda de Carga 164 163 164 28/08/2019 54 ■ Desenhar a planta; ■ Salvar rotacionar a 45°; ■ Salvar como bloco; Isométrica 165 Isométrica ■ Propriedades do Bloco; – Scale X ■ Clicar na calculadora e digitar (1.5)^(0.5); 166 165 166 28/08/2019 55 Isométrica ■ Propriedades do Bloco; – Scale Y ■ Clicar na calculadora e digitar (0.5)^(0.5); 167 Isométrica ■ Alterar “Polar Tracking” ■ Comece a desenhar 168 167 168 28/08/2019 56 Isométrica ■ Para cotar: – Desenhe a cota normalmente; – Selecione a cota; 169 Isométrica ■ Para cotar: – Clique no botão “Oblique”; – Selecione a cota; 170 169 170 28/08/2019 57 Isométrica ■ Para cotar: – Digite o ângulo (30° ou 150°). ■ Desta maneira, a cota aparecerá em 3D. 171 172 Trecho 1 - 0 2 - 1 3 - 2 CH - 3 Vamos identificar os trechos Considerar o caminho da água saindo do RS até o CH. 171 172 28/08/2019 58 173 Trecho PR 1 - 0 16,2 2 - 1 2,4 3 - 2 0,7 CH - 3 0,1 Vamos identificar os trechos 6 X 2,4 = 16,2 Considerar o PR de cada aparelho hidrossanitário segundo a tabela da NBR 5626 174 Trecho PR Q (l/S) 1 - 0 16,2 1,21 2 - 1 2,4 0,46 3 - 2 0,7 0,25 CH - 3 0,1 0,1 Vamos identificar os trechos 173 174 28/08/2019 59 175 Trecho PR Q (l/S) DN (mm) 1 - 0 16,2 1,21 2 - 1 2,4 0,46 3 - 2 0,7 0,25 CH - 3 0,1 0,1 Vamos identificar os trechos 176 Trecho PR Q (l/S) DN (mm) V (m/s) 1 - 0 16,2 1,21 32 2 - 1 2,4 0,46 25 3 - 2 0,7 0,25 20 CH - 3 0,1 0,1 20 Vamos identificar os trechos Limite de 3 m/s 175 176 28/08/2019 60 177 Trecho PR Q (l/S) DN (mm) V (m/s) J (mca/m) 1 - 0 16,2 1,21 32 1,5 2 - 1 2,4 0,46 25 0,94 3 - 2 0,7 0,25 20 0,8 CH - 3 0,1 0,1 20 0,3 Vamos identificar os trechos Rugoso ou Galvanizado Plástico ou Cobre , , , , 178 Trecho PR Q (l/S) DN (mm) V (m/s) J (mca/m) Diferença de Cotas (m) 1 - 0 16,2 1,21 32 1,5 0,0856 7 2 - 1 2,4 0,46 25 0,94 0,0520 0 3 - 2 0,7 0,25 20 0,8 0,0511 3 CH - 3 0,1 0,1 20 0,3 0,0093 -2,5 Vamos identificar os trechos Água desceu – Água subiu + 177 178 28/08/2019 61 179 Trecho PR Q (l/S) DN (mm) V (m/s) J (mca/m) Diferença de Cotas (m) Pressão Disponível (mca) 1 - 0 16,2 1,21 32 1,5 0,0856 7 2 - 1 2,4 0,46 25 0,94 0,0520 0 3 - 2 0,7 0,25 20 0,8 0,0511 3 CH - 3 0,1 0,1 20 0,3 0,0093 -2,5 Vamos identificar os trechos É a Diferença de cota do trecho somada a pressão de saída do trecho anterior 180 Trecho PR Q (l/S) DN (mm) V (m/s) J (mca/m) Diferença de Cotas (m) Pressão Disponível (mca) Comprimento Real (m) 1 - 0 16,2 1,21 32 1,5 0,0856 7 2 - 1 2,4 0,46 25 0,94 0,0520 0 3 - 2 0,7 0,25 20 0,8 0,0511 3 CH - 3 0,1 0,1 20 0,3 0,0093 -2,5 Vamos identificar os trechos Medida real da metragem da tubulação 179 180 28/08/2019 62 181 Trecho PR Q (l/S) DN (mm) V (m/s) J (mca/m) Diferença de Cotas (m) Pressão Disponível (mca) Comprimento Real (m) Comprimento Equivalente (m) 1 - 0 16,2 1,21 32 1,5 0,0856 7 2 - 1 2,4 0,46 25 0,94 0,0520 0 3 - 2 0,7 0,25 20 0,8 0,0511 3 CH - 3 0,1 0,1 20 0,3 0,0093 -2,5 Vamos identificar os trechos Conversão das conexões em comprimento linear de tubulação 182 Trecho PR Q (l/S) DN (mm) V (m/s) J (mca/m) Diferença de Cotas (m) Pressão Disponível (mca) Comprimento Real (m) Comprimento Equivalente (m) 1 - 0 16,2 1,21 32 1,5 0,0856 7 2 - 1 2,4 0,46 25 0,94 0,0520 0 3 - 2 0,7 0,25 20 0,8 0,0511 3 CH - 3 0,1 0,1 20 0,3 0,0093 -2,5 Vamos identificar os trechos Conversão das conexões em comprimento linear de tubulação 181 182 28/08/2019 63 183 Trecho PR Q (l/S) DN (mm) V (m/s) J (mca/m) Diferença de Cotas (m) Pressão Disponível (mca) Comprimento Real (m) Comprimento Equivalente (m) Comprimento Total (m) 1 - 0 16,2 1,21 32 1,5 0,0856 7 2 - 1 2,4 0,46 25 0,94 0,0520 0 3 - 2 0,7 0,25 20 0,8 0,0511 3 CH - 3 0,1 0,1 20 0,3 0,0093 -2,5 Vamos identificar os trechos É a soma do Comprimento Real com o Comprimento Equivalente 184 PR Q (l/S) DN (mm) V (m/s) J (mca/m) Diferença de Cotas (m) Pressão Disponível (mca) Comprimento Real (m) Comprimento Equivalente (m) Comprimento Total (m) Perda de Carga na tubulação (mca) 16,2 1,21 32 1,5 0,0856 7 2,4 0,46 25 0,94 0,0520 0 0,7 0,25 20 0,8 0,0511 3 Vamos identificar os trechos É a multiplicação do Comprimento Total com o J 183 184 28/08/2019 64 185 Q (l/S) DN (mm) V (m/s) J (mca/m) Diferença de Cotas (m) Pressão Disponível (mca) Comprimento Real (m) Comprimento Equivalente (m) Comprimento Total (m) Perda de Carga na tubulação (mca) Perda de Carga nos Registros (mca) 1,2 1 32 1,5 0,0856 7 0,4 6 25 0,94 0,0520 0 Vamos identificar os trechos Considera a Perda de Carga nos Registros de Pressão 186 DN (mm) V (m/s) J (mca/m) Diferença de Cotas (m) Pressão Disponível (mca) Comprimento Real (m) Comprimento Equivalente (m) Comprimento Total (m) Perda de Carga na tubulação (mca) Perda de Carga nos Registros (mca) Perda de Carga total (mca) 32 1,5 0,0856 7 25 0,94 0,0520 0 Vamos identificar os trechos É a soma das Perdas de Carga do trecho analisado 185 186 28/08/2019 65 187 Pressão Disponível Comprimento Real (m) Comprimento Equivalente (m) Comprimento Total (m) Perda de Carga na tubulação (mca) Perda de Carga nos Registros (mca) Perda de Carga total (mca) Pressão Residual Disponível (mca) Vamos identificar os trechos É a subtração da Pressão Disponível e a Perda de Carga Total 188 Formulário: 187 188 28/08/2019 66189 190 189 190 28/08/2019 67 191 Bomba de Recalque 192 191 192 28/08/2019 68 Sistema elevatório ■ Válvula de Pé: Válvula unidirecional que impede que a Tubulação de Sucção esvazie quando a bomba está desligada. ■ Crivo: Tampa perfurada acoplada à Válvula de Pé que evita a entrada de partículas na tubulação. ■ Redução Excêntrica: Adéqua o maior DN do Tubo de Sucção ao menor DN da bomba para evitar acúmulo de bolhas. 193 Sistema elevatório ■ Motor: Fornece energia mecânica à bomba. São unidos pelos eixos. ■ Válvula de Retenção: Evita o retorno da água, mantendo a coluna de água. ■ Registro: Controle de Vazão, fechamento para manutenção da bomba. Ou tubulação de sucção. 194 193 194 28/08/2019 69 Sistema elevatório ■ O recalque da água em edifícios ou outra instalações é, normalmente feito por bombas centrífugas e acionado por motores elétricos. ■ Primeiramente precisamos conhecer a altura manométrica, a vazão e o rendimento do conjunto motor-bomba (aproximadamente 40 %). 195 Sistema elevatório ■ Para calcular as perdas de carga, temos que calcular o comprimento equivalente da tubulação. ■ Para determinar o comprimento devido às perdas localizadas, temos que conhecer: 196 . 195 196 28/08/2019 70 Sistema elevatório ■ O DN das tubulações de Recalque e Sucção; ■ Consumo diário da edificação; ■ Segundo às normas, temos uma capacidade horária mínima das bombas que variam entre 15 e 20% do consumo diário. 197 Sistema elevatório ■ Agora, conhecendo a vazão em m³/h e as horas de funcionamento da bomba, podemos dimensionar o DN da tubulação de recalque e secção. – Recalque é dimensionado pelo Ábaco; – Sucção é dimensionado aumentando o furo comercial para o próximo diâmetro. 198 197 198 28/08/2019 71 199 Sistema elevatório ■ Após determinar o DN das tubulações de Recalque e Sucção, podemos dimensionar a perda de carga. ■ A tabela a seguir mostra qual o comprimento equivalente para cada DN e conexão. 200 199 200 28/08/2019 72 201 Sistema elevatório ■ P = Potência do motor em CV; ■ Hman = altura manométrica em metros; ■ Q = vazão em m³/s; ■ η = rendimento do conjunto motor-bomba; ■ 1000 é o peso específico da água. 202 201 202 28/08/2019 73 Exemplo ■ Vamos dimensionar um conjunto de motor-bomba centrífuga de recalque de água, para um edifício residencial de 10 pavimentos com os seguintes dados: – Consumo diário do prédio: 60.000 litros – Altura estática da sucção: 2,0 m; – Comprimento de sucção: 3,0 m; – Altura estática de recalque: 40 m; – Comprimento do recalque: 61 m. 203 Exemplo ■ Peças da Sucção: – 1 Válvula de pé; – 1 curva de 90º; – 2 cotovelos curtos de 90º; – 1 Tê de saída lateral; – 2 Registros de gaveta (aberto) 204 ■ Peças da Recalque: – 1 Válvula de retenção; – 5 cotovelos curtos de 90º; – 1 saída de canalização. 203 204 28/08/2019 74 Exemplo ■ Solução: – Cálculo dos diâmetros de recalque e sucção: 205 Vazão horária: 20% de 60.000 litros = 12 m³/h = 3,334 litros/segundo. Funcionamento horário: 60.000 3,34 3600 = 5 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 Exemplo ■ Do ábaco, temos que a tubulação de recalque deve ser 50 mm. ■ Portanto, a tubulação de sucção deve ser 63 mm. 206 205 206 28/08/2019 75 Exemplo ■ Para calcular o comprimento Equivalente, temos: – Tubulação de Sucção: 63 mm ■ 1 Válvula de Pé: ■ 1 curva de 90°: ■ 2 cotovelos curtos: ■ 1 tê de saída bilateral: ■ 2 registros de gaveta abertos: ■ Não esquecer de somar o comprimento de sucção: 3,0 m 207 208 207 208 28/08/2019 76 Exemplo ■ Vamos determinar o coeficiente de atrito por metro (J) para determinação da perda de carga (Hperdas). – Ábaco de Fair-Whipple-Hsiao – Considerar velocidade de 1 m/s (NBR 5626 – evitar ruídos e diminuir o golpe de aríete). ■ Agora, vamos determinar a altura das perdas da tubulação de sucção: 209 çã Exemplo ■ Com as informações obtidas até agora, podemos calcular a Altura manométrica da tubulação de Sucção. Altura estática da secção: 2,0 m; 210 çã 209 210 28/08/2019 77 Exemplo ■ Agora, vamos fazer tudo para a tubulação de recalque. – Lembrar que Hman é a soma das alturas de Sucção e Recalque; – Altura estática de recalque: 40 m; – Comprimento do recalque: 61 m. 211 Exemplo ■ Por fim, temos que utilizar a equação: Lembre-se que a vazão está em m³/h e temos que passar para m³/s. Vamos escolher rendimento de 20 %. 212 211 212 28/08/2019 78 Referências Bibliográficas – CREDER, Hélio. Instalações hidráulicas e sanitárias. 6.ed. [Reimpr.]. Rio de Janeiro: LTC, 2018. – MACINTYRE, Archibald Joseph. Instalações hidráulicas: prediais e industriais. Revisão e atualização José Carlos Cesar Amorim, Marco Aurélio Chaves Ferro, Sandro Filippo. 4.ed. [Reimpr.]. Rio de Janeiro: LTC, 2018. – JUNIOR, Roberto Carvalho. Instalações Prediais Hidráulico – Sanitárias. 2 ed. São Paulo: Blucher, 2016. 213 213
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