TCC Gerson Gusmão ESA - Dimensionamento simplificado de instalações prediais de água fria e análise de aplicação do Epanet em ramais prediais-convertido

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO 
FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL 
 
 
 
GERSON DE GUSMÃO FERNANDES JUNIOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensionamento simplificado de instalações prediais de água 
fria e análise de aplicação do Epanet em ramais prediais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CUIABÁ 
2021 
 
GERSON DE GUSMÃO FERNANDES JUNIOR 
 
 
 
Dimensionamento simplificado de instalações prediais de água fria e análise 
de aplicação do Epanet em ramais prediais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso apresentado à 
banca examinadora do Departamento de 
Engenharia Sanitária e Ambiental para obtenção 
de diploma de conclusão de curso, sob orientação 
do Professor Me. Renato Beregula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CUIABÁ 
2021 
GERSON DE GUSMÃO FERNANDES JUNIOR 
 
 
 
Dimensionamento simplificado de instalações prediais de água fria e análise 
de aplicação do Epanet em ramais prediais 
 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso apresentado à 
banca examinadora do Departamento de 
Engenharia Sanitária e Ambiental para obtenção 
de diploma de conclusão de curso, sob orientação 
do Professor Me. Renato Beregula. 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso aprovado por: 
 
 
_____________________________________________ 
Prof. Me. Renato Leandro Beregula – Orientador DESA/UFMT 
 
_____________________________________________ 
Prof. Dr. Rafael Pedrollo de Paes – Examinador DESA/UFMT 
 
_____________________________________________ 
Eng. Me. Marcel Medinas de Campos – Examinador Externo 
 
 
 
 
Cuiabá, 14 de maio de 2021. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Agradeço primeiramente a Deus por ter me dado a oportunidade de concluir esta etapa 
da minha vida, depois a minha família pelo apoio e estrutura que me deram durante todo o 
período da graduação, agradeço também a todos os meus amigos que estudaram junto comigo 
durante esses anos, especialmente a José Ferreira, Pedro Henrique, Luiz Eduardo, Aike Lima, 
Lucas Boaventura, Gilberto Monteiro, Eder Nascimento, Hullean Firmino, Arthur Barella, 
Marcos Paulo e Leticia Martinelli, agradeço ao meu orientador Professor Renato Beregula pela 
ajuda e pelo estágio que foram muito importantes para minha formação, agradeço também a 
todos os professores que me deram aula e possibilitaram o meu crescimento intelectual, 
especialmente Professora Luciana Sanches, Professor João Batista Lima, Professor Elvis Lira, 
Professora Ana Rubia, Professor Gonçalo Baicere e Professor Rafael Pedrollo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“O que sabemos é uma gota; o que ignoramos é 
um oceano.” 
(Isaac Newton) 
RESUMO 
 
As instalações prediais de água fria são formadas por um conjunto de dispositivos, 
tubulações e equipamentos que transportam a água da rede de abastecimento até os aparelhos 
hidrossanitários para utilização em um sistema predial, existem diversas metodologias 
presentes na literatura para o dimensionamento dos subsistemas que compõem um projeto 
predial, sendo importante a escolha daquelas que resultem em um projeto mais eficiente 
hidráulica e financeiramente, este trabalho tem como objetivo dimensionar manualmente com 
base nas normas vigentes e métodos de concepção mais tradicionais utilizados no mercado esses 
subsistemas e analisar a aplicação do software Epanet na modelagem e dimensionamento de 
ramais prediais, visando o aumento da eficiência na seleção dos diâmetros e redução dos custos. 
Os resultados demonstram que o Epanet pode ser utilizado em projetos prediais, visto que o 
software foi capaz de realizar as simulações hidráulicas e calcular corretamente as perdas de 
carga, com os valores encontrados semelhantes aos calculados manualmente, com relação ao 
dimensionamento de ramais e sub-ramais o Epanet foi capaz de realizar os cálculos com base 
na pressão disponível o que possibilitou a redução dos diâmetros em determinados pavimentos, 
produzindo uma economia de 22,86% com os custos das tubulações em um edifício residencial 
com 26 pavimentos, demonstrando as vantagens da utilização de softwares e automatização de 
processos em sistemas prediais, pois além da praticidade e maior rapidez na confecção do 
projeto, é possível obter um dimensionamento otimizado, sendo mais vantajoso que o 
dimensionamento convencional. 
 
 
 
 
Palavras-Chave: Instalações Prediais de Água Fria, Dimensionamento, EPANET, Modelagem 
Hidráulica. 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
The cold water building installations are formed by a set of devices, pipes and equipment 
that transport the water from the supply network to the hydrosanitary devices for use in a 
building system, there are several methodologies present in the literature for the dimensioning 
of the subsystems that make up a building design, and it is important to choose those that result 
in a more efficient hydraulic and financial project, this work aims to manually dimension based 
on current norms and more traditional design methods used in the market these subsystems and 
to analyze the application of Epanet software in modeling and dimensioning of building 
extensions, aiming at increasing efficiency in the selection of diameters and reducing costs. The 
results demonstrate that Epanet can be used in building projects, since the software was able to 
perform hydraulic simulations and correctly calculate load losses, with the values found similar 
to those calculated manually, in relation to the dimensioning of branches and sub-branches, the 
Epanet was able to perform the calculations based on the available pressure, which made it 
possible to reduce the diameters on certain floors, producing savings of 22.86% with the costs 
of the pipes in a 26-storey residential building, demonstrating the advantages of use of software 
and process automation in building systems, because in addition to the practicality and greater 
speed in making the project, it is possible to obtain an optimized design, being more 
advantageous than the conventional design. 
 
 
 
Key-words: Cold Water Building Installations, Dimensioning, EPANET, Hydraulic Modeling. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
 
FIGURA 01- HARPA DE NIKURADSE .................................................................................19 
FIGURA 02- DIAGRAMA DE MOODY ................................................................................20 
FIGURA 03- SISTEMA DE ENTRADA DE ÁGUA ...............................................................23 
FIGURA 04- EXEMPLO DE RESERVATÓRIO PREDIAL..... .............................................24 
FIGURA 05- EXEMPLO DE RESERVATÓRIO SUPERIOR ................................................25 
FIGURA 06- ESQUEMA DE ALIMENTAÇÃO DE UM EDIFÍCIO ......................................27 
FIGURA 07- POSICIONAMENTO DAS VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO ........28 
FIGURA 08- ÁREA DE TRABALHO DO EPANET...............................................................33 
FIGURA 09- FACHADA DA ÁREA DE ESTUDO ................................................................38 
FIGURA 10- COMPARAÇÃO ENTRE AS EQUAÇÕES COM DN25 ..................................41 
FIGURA 11- COMPARAÇÃO ENTRE AS EQUAÇÕES COM DN50 ..................................42 
FIGURA 12- IDENTIFICADORES DOS TRECHOS E NÓS .................................................45 
FIGURA 13- IDENTIFICADORES DOS TRECHOS E NÓS COM ZOOM ...........................46 
FIGURA 14- IDENTIDICADORES DOS TRECHOS E NÓS COM ZOOM ..........................46 
FIGURA 15- MODELAGEM HIDRAÚLICA DO PROJETO VIA EPANET ........................67 
FIGURA 16- DIMENSIONAMENTO DE RAMAISE SUB-RAMAIS – PAVIMENTO 26 
(MAIS DESFAVORÁVEL OU PAVIMENTOS COM PRESSÃO <8,0MCA) ......................69 
FIGURA 17- DIMENSIONAMENTO DE RAMAIS E SUB-RAMAIS – PAVIMENTOS 
COM PRESSÃO ENTRE 8,0MCA A <10MCA ......................................................................70 
FIGURA 18- DIMENSIONAMENTO DE RAMAIS E SUB-RAMAIS – PAVIMENTOS 
COM PRESSÃO MAIOR OU IGUAL A 10MCA ...................................................................71 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
 
TABELA 01- CONSUMO DIÁRIO EM ALGUMAS EDIFICAÇÕES ...................................24 
TABELA 02- ALTURA DOS PONTOS DE UTILIZAÇÃO DA ÁGUA ................................29 
TABELA 03- VAZÃO NOS PONTOS DE UTILIZAÇÃO EM FUNÇÃO DO APARELHO 
SANITÁRIO ............................................................................................................................31 
TABELA 04- COMPRIMENTO EQUIVALENTE DE DIFERENTES PEÇAS EM PVC 
RÍGIDO ....................................................................................................................................52 
TABELA 05- CATÁLOGO PARA ESCOLHA DE BOMBAS ...............................................53 
TABELA 06- PREVISÃO DOS APARELHOS HIDROSSANITÁRIOS PRESENTES EM 
CADA APARTAMENTO ........................................................................................................54 
TABELA 07- VAZÃO DE PROJETO E PESOS RELATIVOS DE ALGUMAS PEÇAS .......54 
TABELA 08- SOMATÓRIO DE PESOS EM UM APARTAMENTO TIPO ..........................55 
TABELA 09- ÁBACO DE PESOS, VAZÕES E DIÂMETROS ..............................................56 
TABELA 10- DIMENSIONAMENTO DO HIDRÔMETRO ..................................................58 
TABELA 11- DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS E SUB-RAMAIS ..............................58 
TABELA 12- CÁLCULO DE PERDA DE CARGA NO CHUVEIRO MAIS 
DESFAVORÁVEL ..................................................................................................................59 
TABELA 13- ACESSÓRIOS CONSIDERADOS NOS TRECHOS PARA O CÁLCULO DO 
COMPRIMENTO EQUIVALENTE ........................................................................................59 
TABELA 14- DIMENSIONAMENTO DA COLUNA DE ÁGUA FRIA G1 ..........................61 
TABELA 15- DIMENSIONAMENTO DA COLUNA DE ÁGUA FRIA G2 ..........................61 
TABELA 16- DIMENSIONAMENTO DA COLUNA DE ÁGUA FRIA G3 ..........................61 
TABELA 17- ESCOLHA DE VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO PREDIAIS .........63 
TABELA 18- DADOS DO MODELO HIDRAÚLICO ............................................................65 
TABELA 19- DADOS DO MODELO HIDRAÚLICO ............................................................66 
TABELA 20- CUSTOS COM TUBULAÇÃO PARA RAMAIS E SUB-RAMAIS ................72 
TABELA 21- CUSTOS COM TUBULAÇÃO PARA RAMAIS E SUB-RAMAIS ................72 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 14 
2 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 16 
2.1 OBJETIVO GERAL ........................................................................................................... 16 
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................. 16 
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ...................................................................................... 17 
3.1 HIDRÁULICA BÁSICA EM CONDUTOS FORÇADOS ............................................... 17 
3.2 PERDA DE CARGA DISTRIBUIDA ............................................................................... 18 
3.3 PERDA DE CARGA LOCALIZADA ............................................................................... 21 
3.4 INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA ................................................................. 22 
3.5 SISTEMA DE ENTRADA DA ÁGUA ............................................................................. 22 
3.6 SISTEMA DE RESERVAÇÃO ......................................................................................... 23 
3.7 SISTEMA DE BOMBEAMENTO .................................................................................... 25 
3.8 REDE DE DISTRIBUIÇÃO PREDIAL ............................................................................ 26 
3.9 SISTEMA REDUTOR DE PRESSÃO .............................................................................. 27 
3.10 DISPOSITIVOS E PONTOS DE UTILIZAÇÃO ............................................................ 28 
3.11 MEDIÇÃO INDIVIDUALIZADA .................................................................................. 29 
3.12 DIMENSIONAMENTO CONVENCIONAL .................................................................. 29 
3.13 SOFTWARE EPANET .................................................................................................... 31 
4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................... 34 
5 METODOLOGIA................................................................................................................ 38 
5.1 ÁREA DE ESTUDO .......................................................................................................... 38 
5.2 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE RESERVAÇÃO ...................................... ....39 
5.2.1 População de projeto.........................................................................................................39 
5.2.2 Consumo...........................................................................................................................39 
5.2.3 Reservatórios....................................................................................................................39 
5.3 DIMENSIONAMENTO DO ALIMENTADOR PREDIAL .............................................. 40 
5.4 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE SUCÇÃO E RECALQUE .......................... 40 
5.5 PERDA DE CARGA .......................................................................................................... 41 
5.6 DESENVOLVIMENTO DAS PLANTAS DO PROJETO ................................................ 42 
5.7 DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE ....................................................................... 42 
5.8 DIMENSIONAMENTO DOS HIDRÔMETROS .............................................................. 43 
5.9 DIMENSIONAMENTO DE RAMAIS E SUB-RAMAIS ................................................. 43 
5.10 CÁLCULO DE PRESSÃO MINÍMA NA DERIVAÇÃO DO HIDRÔMETRO ............ 43 
5.11 CÁLCULO DAS COLUNAS DE ÁGUA FRIA ............................................................. 43 
5.12 DIMENSIONAMENTO DAS VÁLVULAS REDUTORAS .......................................... 44 
5.13 CÁLCULO DO COEFICIENTE K PARA PERDAS SINGULARES ............................ 44 
5.14 MODELAGEM HIDRAÚLICA NO EPANET ............................................................... 44 
5.15 DIMENSIONAMENTO DE RAMAIS E SUB-RAMAIS VIA EPANET ...................... 46 
6 RESULTADOS .................................................................................................................... 47 
6.1 DIMENSIONAMENTO CONVENCIONAL .................................................................... 47 
6.1.1 Dimensionamento do sistema de reservação de água........................................................47 
6.1.2 Dimensionamento do alimentador predial........................................................................49 
6.1.3 Dimensionamento do sistema de sucção e recalque..........................................................49 
6.1.4 Dimensionamento da bomba............................................................................................50 
6.1.5 Dimensionamento do barrilete..........................................................................................546.1.6 Dimensionamento dos hidrômetros..................................................................................57 
6.1.7 Dimensionamento dos ramais e sub-ramais......................................................................58 
6.1.8 Cálculo da pressão mínima nos hidrômetros.....................................................................59 
6.1.9 Dimensionamento das colunas de água fria......................................................................60 
6.1.10 Dimensionamento das válvulas redutoras de pressão......................................................62 
6.2 CÁLCULO DO COEFICIENTE K PARA PERDAS SINGULARES .............................. 63 
6.3 MODELAGEM E DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS E SUB-RAMAIS VIA 
EPANET ................................................................................................................................... 64 
6.3.1 Modelo hidráulico do projeto............................................................................................64 
6.3.2 Dimensionamento de ramais e sub-ramais via Epanet......................................................68 
6.4 ANÁLISE COMPARATIVA DOS CUSTOS COM TUBULAÇÃO PARA RAMAIS 
PREDIAIS ................................................................................................................................ 71 
6.5 APLICAÇÃO DO EPANET EM INSTALAÇÕES PREDIAIS ........................................ 73 
7. CONCLUSÃO..................................................................................................................... 75 
8. REFERÊNCIAS ................................................................................................................. 76 
APÊNDICE A – PROJETO DE INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA EM UM 
EDIFÍCIO MULTIPAVIMENTOS..........................................................................................78 
 
 
14 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
As instalações prediais de água fria são formadas por um conjunto de estruturas, 
equipamentos, tubulações e dispositivos responsáveis por conduzir a água sob pressão e em 
temperatura ambiente do sistema de abastecimento até o ponto de utilização final, ela deve ser 
projetada de modo que consiga atender as demandas de vazão da edificação sem alterar a 
qualidade da água, mantendo as pressões adequadas para o correto funcionamento dos 
aparelhos hidrossanitários, também deve-se levar em conta a economia de água, facilidade de 
manutenção e conforto dos usuários durante a elaboração do projeto. Em um edifício com vários 
pavimentos é mais comum a utilização de um sistema indireto de abastecimento, onde a água é 
direcionada para um reservatório inferior e a partir deste é bombeada para um reservatório 
superior para posterior alimentação das colunas de distribuição, é comum o uso de válvulas 
redutoras de pressão em instalações com alto desnível geométrico. 
Um dos pontos mais importantes de um projeto de instalações prediais é o 
dimensionamento dos componentes do sistema, o volume dos reservatórios normalmente são 
calculados com base no consumo diário, os diâmetros das tubulações para recalque podem ser 
obtidos por equações como a de Forchheimmer, o barrilete e as colunas de distribuição pela 
técnica de somatório dos pesos e utilização de ábacos, já os ramais e sub-ramais de alimentação 
dos apartamentos normalmente se emprega o cálculo de pressão mínima no ponto de utilização 
mais desfavorável para posterior dimensionamento das tubulações, todas essas etapas podem 
ser realizadas manualmente com base nas normas e literatura vigente, porém atualmente 
existem uma série de softwares que automatizam boa parte desse trabalho e permitem a 
elaboração de um projeto mais rápido, com mais informações e otimizações que resultam em 
um sistema mais eficiente. 
O Epanet é um programa computacional que pode ser utilizado para este fim, esta 
ferramenta permite a execução de testes estáticos e dinâmicos que conseguem descrever o 
comportamento de variáveis como a vazão, a pressão, altura manométrica, variação de nível 
em reservatórios, decaimento e concentração de substâncias químicas em sistemas hidráulicos, 
podendo ser utilizado na elaboração de projetos, análise de qualidade da água, expansão de 
redes e simulações, de acordo com Manual do Epanet 2.0 Brasil (2009, p. 18) o Epanet possui 
ferramentas que permitem a completa caracterização de um sistema hidráulico com dimensão 
ilimitada do número de componentes da rede, permite o cálculo da perda de carga com 
diferentes tipos de equações, realiza também o cálculo de perda localizada, possibilita a 
 
15 
 
modelagem de diversos equipamentos que compõem a rede incluindo válvulas e bombas, além 
de permitir a adoção de múltiplas categorias de consumo em cada nó com variação temporal. 
Com base nesse contexto e nos atuais problemas que a sociedade moderna enfrenta com 
relação ao desperdício, alta demanda, poluição dos recursos hídricos e a escassez de conteúdo 
atualmente na literatura relacionando o Epanet com a área de estudo, esse trabalho busca 
realizar o dimensionamento manual com base na literatura dos principais subsistemas que 
compõem um projeto predial e analisar o funcionamento e possível utilização do software 
Epanet no dimensionamento dos ramais e sub-ramais de uma instalação predial, mais 
especificamente em um edifício residencial multi-pavimentos. 
Por se tratar de um programa que é usado majoritariamente no dimensionamento de 
sistemas de abastecimento de água, que possuem um regime de escoamento e características 
hidráulicas bastante diferentes dos encontrados em um sistema predial como por exemplo, 
vazões e diâmetros muitos maiores, geometria de traçado, quantidade de peças e comprimentos 
bastante diferentes, a principal pergunta que o estudo buscou responder é qual o comportamento 
do software nessas condições e comparar os resultados obtidos com o dimensionamento 
convencional realizado com cálculos manuais. 
Além disso buscou-se analisar o comportamento lógico do programa na escolha dos 
diâmetros de modo a projetar o sistema com a maior eficiência possível, analisando os custos 
estimados com tubulação entre o dimensionamento convencional e o encontrado no software. 
O trabalho está estruturado em quatro partes, sendo a primeira dedicada a 
fundamentação onde será abordado todo o embasamento teórico referente ao tema de estudo, 
sendo mostrado os conceitos básicos da hidráulica de condutos forçados, instalações prediais, 
projeto e dimensionamento de sistemas hidráulicos prediais, modelagem hidráulica e software 
Epanet, a segunda parte é a revisão bibliográfica que contém uma breve síntese dos principais 
trabalhos, artigos e teses produzidos na área nos últimos tempos, a terceira é a metodologia 
cientifica que descreve todos os passos seguidos para a obtenção dos resultados, além da 
caracterização da área de estudo e das justificativas para os parâmetros de projeto adotados e 
por fim a última parte que contém todos os resultados encontrados e discutidos além da 
conclusão final do estudo. 
 
 
 
 
 
16 
 
2 OBJETIVOS 
 
2.1 OBJETIVO GERAL 
 
Dimensionar manualmente os principais sistemas que compõem um projeto de 
instalações prediais de água fria e analisar a aplicação do software Epanet para o 
dimensionamento econômico de ramais e sub-ramais de distribuição. 
 
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
• Modelar a rede de distribuição predial (ramais e sub-ramais) utilizando-se de 
simulações estáticas por meio do software Epanet; 
• Dimensionar os ramais e sub-ramais de um projeto predial utilizando-se do módulo 
Lehnsnet; 
• Encontrar o coeficiente K de perdas singulares para aplicação no Epanet; 
• Analisar o custo com tubulações entre os métodos; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
3.1 HIDRÁULICA BÁSICA EM CONDUTOS FORÇADOS 
 
A Hidráulica é a área da física que estuda as interações,o comportamento e as 
características de um fluido em repouso ou em movimento com o meio exterior, por definição 
um fluido é uma substância que se deforma ao ser submetida a uma tensão de cisalhamento, 
podendo estar em diferentes estados da matéria. Os conceitos estudados na hidráulica são 
bastante aplicados na área da engenharia e permitiram um grande avanço principalmente na 
infraestrutura das cidades, sendo peça-chave para o desenvolvimento dos sistemas de 
abastecimento de água modernos. 
Normalmente os fluidos em movimento são estudados com base no tipo de escoamento 
e suas características podendo ser classificados como: laminar ou turbulento, permanente ou 
variável, livre ou forçado, rotacional, bidimensional, entre outros. Na prática o escoamento 
encontrado em tubulações é turbulento, ou seja, as partículas se movem com trajetórias 
aleatórias e irregulares, dissipando energia ao longo do movimento por meio de colisões e atrito 
com a parede do conduto. O cálculo do regime de escoamento foi proposto por Osborne 
Reynolds em 1883 e determinado por meio da seguinte equação: 
 
𝑹𝒆 =
𝝆 𝒗 𝑫
𝝁
 
(1.1) 
Onde o resultado é um número adimensional encontrado com base nos valores de massa 
específica (ρ), velocidade média (v), diâmetro (D) e viscosidade dinâmica (μ) do fluido, para 
Re < 2000 tem-se então escoamento laminar e Re > 2400 escoamento turbulento. 
De acordo com o Porto (2006, p. 04) o escoamento em pressão ou forçado ocorre no 
interior das tubulações, ocupando integralmente sua área geométrica, sem contato 
com o meio externo. A pressão exercida pelo líquido sobre a parede da tubulação é 
diferente da atmosférica e qualquer perturbação do regime, um uma seção, poderá dar 
lugar a alterações de velocidade e pressão nos diversos pontos do escoamento, mas 
sem modificações na seção transversal. Tal escoamento pode ocorrer pela ação da 
gravidade ou através de bombeamento. 
As interações entre um fluido que se move sob um conduto foram descritas e 
quantizadas por meio do Teorema de Bernoulli sendo uma das bases atuais da Dinâmica dos 
fluidos, a forma simplificada da equação pode ser expressa por: 
 
 
18 
 
𝒁𝟏 +
𝑷𝟏
𝜸
+ 
𝑽𝟏𝟐
𝟐𝑮
= 𝒁𝟐 + 
𝑷𝟐
𝜸
+ 
𝑽𝟐𝟐
𝟐𝑮
+ ∆𝑯 
(1.2) 
A equação apresenta o somatório de três cargas de energia sendo elas a carga geométrica 
(Z), a carga de pressão (P/γ) e a carga cinética (V2/2g), devendo ser aplicada em dois pontos 
distintos de um sistema quando se deseja conhecer o diferencial de pressão, ou a energia 
disponível (carga piezométrica) em um determinado ponto com base nas informações iniciais. 
Outro conceito importante é o descrito pela equação da continuidade que pode ser 
aplicada de forma prática na mecânica dos fluidos utilizando-se a lei de conservação de massa 
entre duas seções de um conduto, sendo expressa pela seguinte equação: 
 
𝑸𝟏 = 𝑸𝟐 
𝑨𝟏. 𝑽𝟏 = 𝑨𝟐. 𝑽𝟐 
(1.3) 
Considerando-se a vazão de entrada igual a vazão de saída é possível relacionar como 
as alterações da área da seção transversal de um conduto afetará a velocidade das linhas de 
corrente, para se manter a igualdade um estreitamento em um determinado ponto causará o 
aumento da velocidade nessa seção e a diminuição da pressão, um alargamento por sua vez 
reduzirá a velocidade e aumentará a pressão considerando-se que o fluido seja incompressível. 
 
3.2 PERDA DE CARGA DISTRIBUIDA 
 
Um dos fenômenos mais importantes que acontecem durante o deslocamento de uma 
massa de água sob um conduto é a perda de carga, que pode ser definida como a perda de 
energia ocorrida ao longo de todo o sistema no sentido do escoamento, causada principalmente 
devido ao atrito entre a parede do conduto e as partículas de água presentes nas camadas mais 
próximas que tendem a adquirir velocidade nula na região de contato, influenciando as regiões 
vizinhas por meio da viscosidade e da turbulência e dissipando energia na forma de calor 
fazendo com que a pressão diminua. A perda de carga é dividida em distribuída e localizada 
sendo a primeira ao longo de toda a extensão da tubulação e a segunda ocorrendo em locais 
pontuais principalmente devido aos acessórios que compõem o sistema e que provocam 
alterações do fluxo de escoamento, mudanças de direções e velocidade. 
Existem diversas equações empíricas para o cálculo da perda de carga, sendo a equação 
de Darcy-Weisbach considerada a universal, o valor da perda de carga depende diretamente do 
 
19 
 
comprimento (L), velocidade (V) e fator de atrito (f), além de ser inversamente proporcional ao 
diâmetro (D), a equação é expressa da seguinte forma: 
 
∆𝑯 = 𝒇
𝑳
𝑫
 
𝑽𝟐
𝟐𝒈
 
 (1.4) 
O fator de atrito foi determinado pela primeira vez em 1933 por J. Nikuradse, em seus 
experimentos ele revestiu a parede interna de um tubo liso com uma fina camada de grãos de 
areia com granulometria uniforme e fez-se passar por ela um fluxo turbulento conseguindo 
então relacionar as interações entre o número de Reynolds, rugosidade relativa e fator de atrito, 
os resultados foram expressos na harpa abaixo. 
 
FIGURA 01: HARPA DE NIKURADSE. 
 
Fonte: Porto (2006). 
 
Para casos gerais o fator de atrito pode ser determinado pela equação de Swamee, que 
foi utilizada para a criação do Diagrama de Moody, sendo este o método mais fácil para 
determinação do fator de atrito, em regimes de escoamento laminar admite-se a utilização da 
equação: 
𝒇 = 
𝟔𝟒
𝒓𝒆𝒚
 
(1.5) 
 
20 
 
Ainda segundo o Porto (2006, p. 47-48) na maioria dos projetos hidráulicos as 
velocidades se mantem entre 0,5 e 3 m/s e os diâmetros entre 50 e 800mm sendo o escoamento 
na maior parte das vezes turbulento de transição, fazendo com que o fator de atrito não apresente 
um valor fixo. 
 
FIGURA 02: DIAGRAMA DE MOODY. 
 
Fonte: Porto (2006). 
 
Outra equação bastante popular para o cálculo de perda de carga é a de Hazen-Williams, 
que é recomendada para o uso principalmente em grandes obras hidráulicas e redes de 
abastecimento cujo diâmetro seja maior ou igual a 50mm e o líquido transportado seja a água, 
sendo escrita na seguinte forma: 
 
𝑯𝒇 = 𝟏𝟎, 𝟔𝟓
𝑸𝟏,𝟖𝟓
𝑪𝟏,𝟖𝟓𝑫𝟒,𝟖𝟕
 𝑳 
(1.6) 
O resultado também pode ser expresso em termos unitários (J) em (m/m) ao não se 
multiplicar o resultado pelo comprimento do trecho (L), a perda é diretamente proporcional a 
vazão (Q) e inversamente proporcional ao diâmetro (D) e ao coeficiente de Hazen-Williams (C) 
que é tabelado com base no material de revestimento da tubulação. 
 
21 
 
Para uso em instalações prediais ou projetos que apresentem grande quantidade de 
curvas, mudanças de diâmetros, peças e conexões ou trechos de comprimento mais curto é 
recomendado a utilização da equação de Fair-Whipple-Hsiao para o cálculo da perda de carga, 
o resultado é expresso em termos unitários (m/m), também pode ser usado uma versão 
simplificada na forma J= βQm com o valor do coeficiente β tabelado de acordo com o diâmetro 
da tubulação. Ela se apresenta para o uso com material PVC rígido na forma: 
 
𝑱 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟖𝟔𝟗𝟓 
𝑸𝟏,𝟕𝟓
𝑫𝟒,𝟕𝟓
 
(1.7) 
3.3 PERDA DE CARGA LOCALIZADA 
 
No caso específico de projetos prediais onde existem uma grande quantidade de 
acessórios na tubulação a perda de carga localizada acaba sendo mais significativa, pois esta 
acaba tendo uma maior contribuição no decaimento de pressão ao longo do sistema. 
De acordo com o Porto (2006, p. 69) a presença de cada um destes acessórios, 
necessários para a operação do sistema, concorre para que haja alteração de módulo 
ou direção da velocidade média, e consequentemente de pressão, localmente. Isto se 
reflete em um acréscimo de turbulência que produz perdas de carga que devem ser 
agregadas às perdas distribuídas, devido ao atrito, ao longo dos trechos retilíneos das 
tubulações. 
 
A expressão geral para cálculo de perdas localizadas é escrita na forma: 
 
∆𝑯 = 𝑲 
𝑽𝟐
𝟐𝒈(1.8) 
O valor de K é adimensional e pode ser encontrado de forma empírica dependendo do 
tipo da peça, o tipo de escoamento e a rugosidade do material, para valores grandes de Reynolds 
pode ser utilizado valores fixos que são citados na literatura. Outro método bastante prático 
para a determinação da perda localizada é o dos comprimentos equivalentes, nesse caso 
exprime-se a perda provocada pelas peças e acessórios como se esta estivesse ao longo do 
comprimento da tubulação semelhante a perda distribuída, isso é possível ao se igualar a carga 
cinética das fórmulas universais: 
∆𝑯 = 𝑲
𝑽𝟐
𝟐𝒈
= 𝒇
𝑳𝒆
𝑫
𝑽𝟐
𝟐𝒈
 
 
22 
 
𝑳𝒆 =
𝑲𝑫
𝒇
 
(1.9) 
Os valores do comprimento equivalente são facilmente encontrados na literatura de 
acordo com o modelo de peça e o diâmetro. Ainda de acordo com o Porto (2006, p. 84) este 
método torna um problema relativamente complexo em um cálculo simples de perda distribuída 
pois os efeitos da perda de carga dos acessórios é transformada em comprimentos de tubos 
retilíneos com diâmetro equivalente. 
 
3.4 INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA 
 
Uma instalação predial de água fria é todo o conjunto de equipamentos, peças, 
tubulações e reservatórios que são responsáveis por conduzir a água em temperatura ambiente 
entre o sistema de abastecimento de água até o ponto de utilização final, dependendo do 
tamanho da edificação pode ser um sistema bastante complexo e com diversos elementos, o seu 
projeto deve ser feito em sincronia com as outras estruturas e sistemas que compõem o conjunto 
predial visto que muitas vezes os projetos são interligados e dependem um do outro. 
A NBR 5626 (Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2020) é a norma que fixa as 
exigências e recomendações para os projetos de instalações prediais de água fria, de acordo 
com ela o sistema deverá atender a alguns requisitos como: fornecimento de água continuo com 
vazão, pressão e velocidades adequadas, preservar a qualidade da água, promover economia e 
baixa manutenção, ter níveis de ruído e conforto adequados para utilização dos usuários. 
 
3.5 SISTEMA DE ENTRADA DA ÁGUA 
 
No Brasil existem dois tipos de abastecimento para um sistema predial, podendo ser por 
sistema público através de rede de abastecimento que pode ser gerenciada por concessionárias 
públicas e concessões ou por sistema individual normalmente poços artesianos ou profundos, o 
primeiro caso é o mais comum sendo utilizado um ramal predial para se conectar o sistema 
público a propriedade. 
A água proveniente da rede passa pelo ramal predial que apresenta diâmetros 
normalmente entre 20 até 50mm e posteriormente entra no cavalete onde é instalado um 
medidor de consumo (hidrômetro), este fica localizado entre o passeio público e o muro de 
 
23 
 
divisa do lote e deve ter fácil localização para sua leitura, após a medição a água entra no 
alimentador predial sendo direcionada para o sistema de reservação. 
 
FIGURA 03: SISTEMA DE ENTRADA DE ÁGUA. 
 
Fonte: Manual de hidráulica, Azevedo Netto (2018). 
 
Quanto ao sistema de fornecimento este pode ser direto, indireto ou misto, no caso de 
grandes prédios o sistema utilizado é o indireto com bombeamento, ou seja, é construído um 
sistema de reservação para que no caso de corte de abastecimento os usuários consigam manter 
a utilização básica por alguns dias e bombas para se adicionar a energia necessária ao sistema 
para que água possa subir até o reservatório superior e posteriormente alimentar os 
apartamentos. 
 
3.6 SISTEMA DE RESERVAÇÃO 
 
Faz-se necessário a utilização de reservatórios para o armazenamento da água devido a 
irregularidade de abastecimento que afeta os sistemas brasileiros, tornando-se inviável a 
utilização de um sistema direto. 
De acordo com Azevedo Netto (1988, p. 39) a água da rede pública apresenta uma 
determinada pressão, que varia ao longo da rede de distribuição. Dessa maneira, se o 
reservatório domiciliar ficar a uma altura não atingida por essa pressão, a rede não 
terá capacidade de alimentá-lo. Como limite prático, a altura do reservatório com 
relação à via pública não deve ser superior a 9 m. Quando o reservatório não pode ser 
alimentado diretamente pela rede pública, deve-se utilizar um sistema de recalque, 
que é constituído, no mínimo, de dois reservatórios (inferior e superior). O inferior 
será alimentado pela rede de distribuição e alimentará o reservatório superior por meio 
de um sistema de recalque (conjunto motor e bomba). O superior alimentará os pontos 
de consumo por gravidade. 
 
O reservatório inferior normalmente é localizado no térreo ou garagem e possui um 
volume maior sendo mais comum a divisão 60% no inferior e 40% superior, o reservatório pode 
 
24 
 
conter duas câmaras para facilitar a limpeza, manutenção e na maioria dos casos é feito de 
concreto, alvenaria ou moldado in loco, mas também pode ser comprado pronto em materiais 
como o polietileno. Para o dimensionamento deve se levar em conta os aspectos construtivos e 
arquitetônicos da obra além do consumo diário, população atendida e reserva técnica de 
incêndio, sendo recomendado um projeto com reserva mínima maior do que um dia, adota-se o 
consumo diário entre 150 a 250 l.hab./dia para maior parte dos casos. 
 
TABELA 01: CONSUMO DIÁRIO EM ALGUMAS EDIFICAÇÕES. 
Tipo de edificação Consumo (L.Hab./dia) 
Apartamentos 150-200 
Casas populares 150 
Edifícios públicos ou comerciais 50 
Escritórios 50 
Residência média 200 
Residência grande 250 
Indústrias – uso pessoal 80 
Fonte: Manual de hidráulica, Azevedo Netto (2018). 
 
Outro aspecto que tem bastante importância é a altura do reservatório visto que em 
edifícios mais altos, os últimos pavimentos são alimentados diretamente por gravidade pelo 
reservatório superior, então há necessidade de se calcular a altura entre o nível mínimo de 
abastecimento do reservatório e as peças de utilização do pavimento mais desfavorável para 
que a pressão mínima em qualquer aparelho seja superior a 1mca, garantindo assim um 
funcionamento adequado, normalmente a altura do reservatório superior varia entre 4 a 8 metros 
em relação ao último pavimento. 
 
FIGURA 04: EXEMPLO DE RESERVATÓRIO PREDIAL. 
 
Fonte: TQSDocs (2021). 
 
 
 
25 
 
FIGURA 05: EXEMPLO DE RESERVATÓRIO SUPERIOR. 
 
Fonte: Dimensionamento de projeto de água fria, G. Baicere (2017). 
 
3.7 SISTEMA DE BOMBEAMENTO 
 
O sistema de recalque é composto por canalização de sucção, canalização de recalque e 
o conjunto motor-bomba, seu principal objetivo é adicionar a energia necessária para que a água 
possa vencer o desnível geométrico existente nos edifícios multi-pavimentos entre os 
reservatórios inferior e superior. Normalmente calcula-se o diâmetro do recalque e adota-se um 
diâmetro nominal imediatamente superior para a sucção. 
São necessários dois conjuntos motor-bombas em instalações prediais, ficando um de 
reserva para eventuais emergências. Para a determinação do diâmetro de recalque é necessário 
o cálculo da vazão a ser transportada e levar em consideração o tempo de funcionamento da 
bomba para o enchimento do reservatório superior, podendo ser utilizado a seguinte equação: 
𝑫𝒓 = 𝟏, 𝟑 √𝑸 √
𝑿
𝟐𝟒
𝟒
 
(1.10) 
Onde Q (m3/s) é a vazão a ser recalcada e X o tempo de funcionamento da bomba em 
horas. Para a escolha da bomba, calcula-se ainda a altura manométrica, está se dá pela altura 
 
26 
 
geométrica entre os dois níveis de água dos reservatórios superior e inferior, somado as perdas 
de carga localizadas (peças) e distribuída (tubulações) dos sistemas de recalque e sucção. Como 
existem dois conjuntos motor-bombas, deve-se calcular adotando-se aquele onde há a maior 
perda de carga. Em posse da altura manométrica e vazão de recalque é possível escolher a 
bomba necessária para atender o sistema. 
 
3.8 REDE DE DISTRIBUIÇÃO PREDIAL 
 
A rede de distribuição predialé responsável por interligar o reservatório aos pontos de 
utilização, sendo constituída pelo barrilete, colunas de distribuição, sistema de medição de 
consumo, ramais e sub-ramais de alimentação. O barrilete é o conjunto de tubulações 
imediatamente na saída do reservatório onde se iniciam as colunas de distribuição, quanto ao 
tipo pode ser concentrado ou ramificado, sua função é controlar o fluxo de água de saída do 
reservatório além de permitir manobras de interrupções para manutenção, segurança e controle 
do sistema, seu dimensionamento pode ser feito pela equação a seguir: 
 
𝑸 = 𝟎, 𝟑√∑ 𝑷𝒆𝒔𝒐𝒔 
(1.11) 
A vazão no barrilete é encontrada por meio do somatório de pesos dos pavimentos, 
podendo ser utilizado posteriormente o ábaco de pesos e vazões para se definir qual o diâmetro 
ideal para a edificação. 
As colunas de distribuição se originam do barrilete e são responsáveis por alimentar os 
ramais de cada pavimento, normalmente ficam localizadas em uma área especifica denominada 
shaft, seu dimensionamento é feito de forma semelhante ao barrilete, há de se atentar a alguns 
detalhes construtivos importantes como a utilização de colunas exclusivas para a alimentação 
de válvulas de descarga, além de prever um sistema de ventilação para se evitar o fenômeno de 
retrossifonagem que pode levar a contaminação da água, além de facilitar a retirada e evitar o 
acumulo de ar no sistema. 
 
 
 
 
 
 
27 
 
FIGURA 06: ESQUEMA DE ALIMENTAÇÃO DE UM EDIFÍCIO. 
 
Fonte: Manual de hidráulica, Azevedo Netto (2018). 
 
Os ramais e sub-ramais são responsáveis por conectar as colunas de distribuição as peças 
hidrossanitárias, seu traçado deve ser feito de modo a reduzir as perdas de cargas evitando 
curvas desnecessárias e adotando-se o menor diâmetro que atenda às necessidades do sistema. 
 
3.9 SISTEMA REDUTOR DE PRESSÃO 
 
Em edifícios com mais de 13 pavimentos normalmente é necessário a utilização de 
válvulas redutoras de pressão em determinados pontos do sistema, devido a algumas 
recomendações da norma, entre elas estão que a pressão estática máxima não deverá ser 
superior a 40mca, a pressão dinâmica mínima deverá ser maior que 0,5mca e a pressão para o 
correto funcionamento dos aparelhos hidrossanitários deve ser de pelo menos 1mca, além da 
velocidade máxima ser preferencialmente inferior a 3m/s, devido a isso o sistema de 
abastecimento predial é divido em partes, sendo os últimos pavimentos abastecidos diretamente 
pelo reservatório superior até o pavimento aonde a pressão de entrada se aproxime da máxima 
recomendada, a partir deste ponto utiliza-se das válvulas redutoras para se adequar a pressão e 
seguir o abastecimento dos outros pavimentos, por concepção elas podem ser alocadas tanto no 
térreo/subsolo ou em pavimentos intermediários, sendo a primeira opção mais vantajosa em 
termos de manutenção, aproveitamento de espaço e diminuição de ruídos pois as válvulas 
acabam ficando em um local mais isolado, enquanto a segunda é mais econômica pois reduz-
se a quantidade de tubulações e colunas necessárias para o funcionamento do projeto. 
 
 
 
28 
 
FIGURA 07: POSICIONAMENTO DAS VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO. 
 
Fonte: GSD Engenharia (2020). 
 
Para o seu dimensionamento deve-se levar em conta o consumo dos apartamentos 
podendo ser utilizado o método do máximo consumo provável e o diferencial de pressão que é 
calculado em função das pressões de entrada e saída da válvula. 
 
3.10 DISPOSITIVOS E PONTOS DE UTILIZAÇÃO 
 
Os dispositivos hidrossanitários tem como função principal controlar o fluxo de água, 
podendo interromper ou reduzir a vazão de acordo com a necessidade de utilização, também 
podem se utilizar da água para o transporte de líquidos ou sólidos, os principais são: torneiras, 
misturadores, válvulas, registros, bacias sanitárias, mictórios etc. Para o seu correto 
funcionamento são necessárias pressões e vazões adequadas, além da previsão correta das 
alturas dos pontos de utilização que deve ser feita em conjunto com o projeto arquitetônico, o 
posicionamento varia de acordo com o ambiente e as peças sendo as alturas mais comuns 
apresentadas abaixo: 
 
 
 
 
 
29 
 
TABELA 02: ALTURA DOS PONTOS DE UTILIZAÇÃO DA ÁGUA. 
Aparelho Altura (cm) 
Bacia sanitária c/ válvula 33 
Bacia sanitária c/ caixa acoplada 20 
Chuveiro 210 
Lavatório 60 
Pia 110 
Tanque 115 
Registro de pressão 110 
Registro de gaveta 180 
Máquina de lavar roupa 90 
Mictório 105 
Bidê 20 
Fonte: Manual de hidráulica, Azevedo Netto (2018). 
 
3.11 MEDIÇÃO INDIVIDUALIZADA 
 
O sistema de medição individualizado consiste na utilização de um hidrômetro para cada 
apartamento, este sistema se tornou padrão nos residenciais modernos e possui uma série de 
vantagens como: incentivo a redução do consumo, fatura da água coerente com o que foi gasto, 
maior controle do uso pelos moradores. Para o dimensionamento dos hidrômetros leva-se em 
conta a vazão nominal dos apartamentos, sendo a vazão máxima igual a duas vezes a vazão 
nominal e por meio de catálogos se escolhe o hidrômetro mais adequado, normalmente 
considera-se para o cálculo a utilização em simultâneo de todos os chuveiros do apartamento. 
 
3.12 DIMENSIONAMENTO CONVENCIONAL 
 
O dimensionamento convencional é balizado pela norma NBR 5626: Sistemas prediais 
de água fria e água quente - Projeto, execução, operação e manutenção (Associação Brasileira 
de Normas Técnicas, 2020, p. 12), que especifica todos os procedimentos necessários para o 
correto desenvolvimento de um projeto predial, sendo os requisitos mínimos: 
a) preservar a potabilidade da água potável; 
 b) assegurar o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade adequada e 
com pressões e vazões compatíveis com o funcionamento previsto dos aparelhos 
sanitários, peças de utilização e demais componentes e em temperaturas adequadas ao 
uso; 
 
30 
 
 c) considerar acesso para verificação e manutenção; 
 d) prover setorização adequada do sistema de distribuição; 
 e) evitar níveis de ruído inadequados à ocupação dos ambientes; 
 f) proporcionar aos usuários peças de utilização adequadamente localizadas, de fácil 
operação; 
 g) minimizar a ocorrência de patologias; 
 h) considerar a manutenibilidade; 
 i) proporcionar o equilíbrio de pressões da água fria e da água quente a montante de 
misturadores convencionais, quando empregados. 
Ainda segundo a NBR 5626 (Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2020, p. 20) 
as recomendações para o dimensionamento das tubulações são: 
a) As tubulações devem ser projetadas e instaladas tendo em vista as 
particularidades de cada tipo de material selecionado, observadas as respectivas 
normas de produto e de aplicação. 
 
b) O projeto deve estabelecer e explicitar as vazões consideradas nos pontos de 
utilização dos aparelhos sanitários para o dimensionamento do sistema de 
distribuição, quando um ou mais pontos de utilização forem considerados em uso. 
 
c) A vazão a considerar no abastecimento do reservatório deve ser suficiente para a 
reposição total do volume destinado ao consumo diário de água em até 6 h. No 
caso de residências unifamiliares, o tempo de reposição deve ser de até 3 h. 
 
d) As tubulações devem ser dimensionadas de modo a limitar a velocidade de 
escoamento a valores que evitem golpes de aríete com intensidades prejudiciais 
aos componentes. 
 
e) Em qualquer ponto da rede predial de distribuição, a pressão dinâmica da água 
não pode ser inferior a 5 kPa (0,5 mca), excetuados os trechos verticais de tomada 
d’água nas saídas de reservatórios elevados para os respectivos barriletes em 
sistemas indiretos, em que a pressão dinâmica mínima em cada ponto é dada pelo 
correspondente desnível geométrico ao nível d’água de cota mais baixa no 
reservatório, descontada a perda de carga até o ponto considerado. 
 
f) A pressão estática nos pontos de utilização não pode superar400 kPa (40 mca). 
 
g) A ocorrência de sobrepressões devidas a transientes hidráulicos deve ser 
considerada no dimensionamento das tubulações. Tais sobrepressões são 
admitidas, desde que não superem o valor de 200 kPa. 
 
h) Estações redutoras de pressão que atendem múltiplas unidades condominiais ou 
diferentes setores da edificação devem ser dotadas de pelo menos duas válvulas 
redutoras, instaladas em paralelo, sendo uma sobressalente. 
 
 
 
 
 
 
 
31 
 
As vazões de projeto podem ser definidas com base na tabela abaixo: 
 
TABELA 03: VAZÃO NOS PONTOS DE UTILIZAÇÃO EM FUNÇÃO DO APARELHO SANITÁRIO. 
Aparelho Vazão de projeto (L/s) 
Bacia sanitária c/ válvula 1,70 
Bacia sanitária c/ caixa acoplada 0,15 
Chuveiro elétrico 0,10 
Lavatório 0,15 
Pia 0,25 
Tanque 0,25 
Banheira 0,30 
Chuveiro ou ducha com misturador 0,20 
Máquina de lavar roupa 0,30 
Torneira de jardim 0,20 
Bidê 0,10 
Fonte: NBR 5626, Associação Brasileira de Normas Técnicas (1998). 
3.13 SOFTWARE EPANET 
 
De acordo com o Manual do Epanet 2.0 Brasil (2009, p. 17) o Epanet: 
Permite obter os valores da vazão em cada tubulação, da pressão em cada nó, da altura 
de água em cada reservatório de nível variável e da concentração de espécies químicas 
através da rede durante o período de simulação, subdividido em múltiplos intervalos 
de cálculo. Adicionalmente, além de espécies químicas, o modelo simula o cálculo da 
idade da água e o rastreio da origem de água em qualquer ponto da rede. 
Pode ser utilizado em diversas situações em que seja necessário efetuar simulações de 
sistemas pressurizados de distribuição. O estabelecimento de cenários de projeto 
(p.ex., expansão de uma rede existente), a calibração de modelos hidráulicos, a análise 
do decaimento do cloro residual e a avaliação dos consumos são alguns exemplos de 
aplicação do programa. O EPANET pode ajudar a analisar estratégias alternativas de 
gestão, de modo a melhorar a qualidade da água do sistema, através de: 
 
a) Alterações na utilização de origens da água num sistema com múltiplas origens. 
 
b) Alteração de esquema de funcionamento de grupos elevatórios e 
enchimento/esvaziamento de reservatórios de nível variável. 
 
c) Utilização de tratamento adicional, tal como a recloragem. 
 
d) Seleção de tubulações para limpeza e substituição (reabilitação). 
 
Ainda de acordo com Manual do Epanet 2.0 Brasil (2009, p. 18) o software possui as 
seguintes capacidades de modelagem hidráulica: 
 
32 
 
a) Dimensão ilimitada do número de componentes da rede analisada. 
 
b) Cálculo da perda de carga utilizando as fórmulas de Hazen-Williams, Darcy-
Weisbach ou Chezy-Manning. 
 
c) Consideração das perdas de carga singulares em curvas, alargamentos, 
estreitamentos, etc. 
 
d) Modelagem de bombas de velocidade constante ou variável. 
 
e) Cálculo da energia de bombeamento e do respectivo custo. 
 
f) Modelagem dos principais tipos de válvulas, incluindo válvulas de 
seccionamento, de retenção, reguladoras de pressão e de vazão. 
 
g) Modelagem de reservatórios de armazenamento de nível variável de formas 
diversas, através de curvas de volume em função da altura de água. 
 
h) Múltiplas categorias de consumo nos nós, cada uma com um padrão próprio de 
variação no tempo. 
 
i) Modelagem da relação entre pressão e vazão efluente de dispositivos emissores 
(p.ex. aspersores de irrigação, ou consumos dependentes da pressão). 
 
j) Possibilidade de basear as condições de operação do sistema em controles 
simples, dependentes de uma só condição (p.ex., altura de água num reservatório 
de nível variável, tempo), ou em controles com condições múltiplas. 
 
O ambiente básico de trabalho do Epanet é dividido em barras conforme a figura abaixo 
e apresenta layout minimalista e limpo: 
FIGURA 08: ÁREA DE TRABALHO DO EPANET. 
 
Fonte: Manual do Epanet 2.0 Brasil, UFPB (2009). 
 
33 
 
A utilização do software Epanet é bastante simples, podendo ser seguido os seguintes 
passos para a realização de uma simulação hidráulica: 
• Primeiro deve-se desenhar uma representação gráfica do sistema a ser modelado 
utilizando-se dos objetos disponíveis no programa como nós, trechos, reservatórios, 
bombas e válvulas, é possível também a importação de imagens para ser utilizada como 
plano de fundo e facilitar o desenho dos traçados. 
• Após a representação gráfica é necessário adicionar as propriedades dos objetos (dados 
de entrada) como nível do reservatório, cotas, comprimentos, consumo, diâmetro e 
coeficientes, estes são os dados mais importantes para a simulação não existindo 
nenhuma correlação com os desenhos geométricos (o Epanet utiliza apenas os dados de 
entrada para a realização dos cálculos). 
• Com o sistema de dados alimentado é necessário escolher o tipo de simulação a ser 
realizada, podendo ser do tipo estática ou dinâmica, pode ser utilizado também o módulo 
de dimensionamento de tubulações Lehnsnet, na sequência realiza-se a simulação. 
• Os resultados podem ser visualizados graficamente, por tabela, relatórios ou através da 
interface do próprio programa podendo ser adicionado informações extras, cores, 
tamanho de fontes, legendas, textos, entre outros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
 
4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
A revisão bibliográfica foi realizada por meio de artigos, teses e monografias publicadas 
referentes ao tema de estudo e está dividida em três partes, inicialmente é abordado o tema 
dimensionamento de sistemas prediais de água fria, com ênfase na metodologia para se 
determinar as vazões de projeto, a segunda parte é focada em métodos alternativos que podem 
ser aplicados em projetos de instalações prediais de água fria, já a última parte é voltada ao uso 
de software para realização de dimensionamento em instalações prediais, no contexto geral 
buscou-se dar mais importância a formas de se aumentar a eficiência e diminuir os custos em 
projetos de sistemas prediais. 
De acordo com Macyntire (2010) um sistema predial de água fria é dividido em 
subsistemas principais sendo eles: Alimentação (ramal predial; cavalete / hidrômetro; 
alimentador predial), reservação (reservatório inferior; estação elevatória; reservatório 
superior) e distribuição interna (barrilete; coluna; ramal; sub-ramal), sendo o último subsistema 
bastante influente na eficiência geral de uma instalação predial. 
Para um dimensionamento econômico em sistemas prediais é bastante importante o 
cálculo das vazões de projeto pois estas influenciam diretamente nos diâmetros encontrados, 
segundo Creder (2006) o cálculo das vazões envolvem o estudo de duas variáveis, sendo elas: 
o consumo que depende do tipo de aparelho e a demanda de uso simultânea, a primeira pode 
ser quantificada por tabelas enquanto a segunda por métodos probabilísticos. 
Borges (2010) realizou um estudo sobre a influência de parâmetros hidráulicos e escolha 
de metodologias em sistemas prediais, relacionando os diferentes métodos para se calcular a 
vazão de projeto, de acordo com seu comparativo os métodos Britânico, Macentyre, R.A.E e 
Hunter apresentaram vazões maiores, enquanto o método Raiz quadrada, Fretwell e Raiz 
quadrada modificado apresentaram valores intermediários, já os métodos Courtney e Webster 
valores baixos, de acordo com as normas brasileiras o método mais indicado para os cálculos 
de vazões em sistemas prediais é o Raiz quadrada modificado (somatório de pesos relativos). 
Ainda segundo Borges (2010) ao se realizar um dimensionamento com rotinas 
otimizadas é possível obter uma economia de até 17% em relação ao dimensionamento 
convencional, considerando um empreendimento de porte médio, podendo ser superior em 
construções maiores, segundo ele ao se comparar a norma brasileira com a européia, a nacional 
mesmo estando defasada apresenta diâmetros menores principalmente nas colunas, devido ao 
fato dos limites de velocidade na tubulação serem maisrestritos na Europa, o que ocasiona 
maiores custos com material. 
 
35 
 
Outro importante fator para o desenvolvimento de um projeto predial eficiente é a 
quantificação das perdas de carga, especialmente em edifícios devido à grande extensão, curvas 
e peças que o sistema apresenta, sendo o decaimento de pressão significativo, ao se utilizar a 
equação que melhor representa o cenário real do sistema pode-se encontrar o menor diâmetro 
possível para o correto funcionamento do sistema, aumentando a eficiência geral do projeto e 
reduzindo os custos, o que torna a metodologia para quantificação dessas perdas relevante, 
nesse contexto Bueno at al (2019) realizou um estudo experimental com as quatro principais 
equações empíricas para cálculo de perda de carga em sistemas prediais, de acordo com seus 
resultados todas as equações subestimam as perdas em diâmetros menores (até 32mm) sendo 
as equações de Flamant e Fair-Whipple apresentando melhores ajustes e superestimam a perda 
em diâmetros maiores (até 50mm) com as equações de Darcy e Hazen-Williams apresentando 
melhor precisão nesse caso, o efeito é o mesmo quando se aumentam as vazões, segundo ele 
nenhuma equação conseguiu apresentar valores consistentes com os encontrados na medição 
direta (manômetros) sendo o uso das equações de Hazen-Williams e Darcy equivalentes. 
Estudando a melhor concepção para a combinação de reservatórios em um edifício 
multi-pavimentos Segatto at al (2015) realizou um estudo comparativo de eficiência energética 
em sistemas prediais de abastecimento, ele selecionou três diferentes combinações de sistemas 
de reservação, sendo o primeiro com dois reservatórios, um inferior e outro superior e uma 
estação elevatória para recalque da água, com o abastecimento feito por gravidade pelo 
reservatório de cima, que ele denominou RI/RS sendo este o arranjo mais tradicional utilizado 
atualmente, uma outra concepção utilizando apenas um reservatório inferior e uma estação 
elevatória para abastecimento dos pavimentos diretamente por baixo, que ele denominou RI e 
um sistema ramificado por pressão com diversas colunas de abastecimento de acordo com o 
desnível a ser vencido para o abastecimento do pavimento, também utilizando apenas o 
reservatório inferior, que ele denominou RI-Z. 
Por meio de modelagem computacional via software, ele conseguiu quantificar o gasto 
com energia que seria necessário para o funcionamento das bombas nos três cenários, de acordo 
com seus resultados o sistema RI-Z consegue obter um potencial de economia e preservação 
energética de até 40% em relação as outras concepções estudadas, sendo este o sistema mais 
indicado para uso atualmente. 
Também visando o aumento da eficiência em projetos de sistemas prediais Silva (2019) 
realizou um estudo para reaproveitamento da energia que seria dissipada por válvulas redutoras 
de pressão de uma edificação, na sua concepção pode-se instalar uma tubulação que desvia a 
 
36 
 
água na entrada das válvulas (by-pass) direcionando o fluxo para uma máquina hidráulica, que 
pode ser uma turbina compacta Kaplan de baixa vazão, sendo este conectado a um gerador de 
corrente continua que de acordo com seus cálculos conseguiria produzir até 116,42 kWh/mês 
em um edifício com 36 pavimentos, podendo esta energia ser reaproveitada pelos aparelhos 
eletrodomésticos presentes na edificação, porém devido aos custos e complexidade o sistema 
precisaria de aperfeiçoamentos para utilização no cenário atual, podendo ser uma opção viável 
no futuro. 
Uma outra alternativa que pode reduzir os custos gerais de um sistema predial é a 
utilização de materiais alternativos para a construção da rede, nesse contexto Cabral at al (2017) 
realizou um estudo de substituição do material PVC rígido normalmente utilizado em 
instalações prediais, para o PEX que é flexível, quantificando as vantagens e desvantagens do 
uso de compostos alternativos do ponto de vista hidráulico e econômico, a área de estudo 
utilizada foi um edifício multifamiliar hipotético que se divide em: térreo, cobertura e doze 
pavimentos tipo compostos por quatro apartamentos, nos seus resultados de simulação 
hidráulica o uso do PEX acarretou em um incremento da perda de carga que diminuiu a pressão 
nos aparelhos de utilização, além de aumentar os custos com material porém devido a sua maior 
flexibilidade o PEX pode trazer vantagens de aspectos construtivos e diminuição do tempo para 
a realização da obra visto a praticidade que o material apresenta, além de reduzir o número de 
conexões necessárias para a realização de mudanças de direções, podendo ter seu maior custo 
compensado dependendo do tipo da obra a ser utilizada. 
Com relação ao uso de softwares para o dimensionamento da rede de distribuição predial 
Zanoni at al (2019) realizou um estudo comparativo entre o dimensionamento realizado 
manualmente e o feito de forma automatizada por programas especializados em um edifício 
residencial com nove pavimentos, nos cálculos convencionais ele utilizou três equações 
empíricas diferentes, sendo elas: Darcy, Flamant e Fair-Whipple, todas apresentaram os 
mesmos resultados com a utilização primária de tubos de 20mm, com relação ao 
dimensionamento via software, ele utilizou dois modelos de software diferentes denominados 
1 e 2, ambos também apresentaram os mesmos resultados porém os diâmetros encontrados 
foram maiores, sendo utilizado primariamente o diâmetro de 25mm, de acordo com ele ambas 
as metodologias eram baseadas na atual norma que baliza os projetos de água fria (NBR 
5626/1998), nas suas conclusões ele se mostra favorável a utilização de softwares devido a sua 
maior praticidade e menor tempo para obtenção dos resultados, porém o dimensionamento 
convencional foi mais econômico. 
 
37 
 
Já Neves at al (2008) realizou um estudo de aplicação do Epanet em redes prediais com 
objetivo de testar se o software era capaz de modelar o comportamento hidráulico do sistema 
ao se considerar o uso simultâneo dos aparelhos hidrossanitários por meio de métodos 
probabilísticos, utilizando de expressões analíticas para a automação dos cálculos de caudais 
pelo Epanet, de acordo com seus estudos o Epanet apresenta limitações nesse cenário ao não 
conseguir replicar as regras impostas pelo princípio da continuidade em nós, com os caudais de 
entrada e saída apresentando vazões diferentes, fazendo com que o cálculo não reflita uma 
situação real e portanto podendo limitar os estudos em redes prediais como o do decaimento do 
cloro residual, porém esta limitação é fácil de ser resolvida ao se adicionar um caudal fictício 
que represente a probabilidade de uso simultâneo dos aparelhos hidrossanitários nos trechos a 
montante dos nós e que satisfaça o princípio da continuidade, na sua conclusão ele citou que o 
programa apresenta grande versatilidade e a possibilidade de criar novos cenários, tornando 
uma boa ferramenta para otimização de redes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
38 
 
5 METODOLOGIA 
 
Neste tópico será apresentado todos os passos e critérios seguidos para a obtenção dos 
resultados, inicialmente será feita a descrição da área de estudo, posteriormente será explicado 
os procedimentos para o dimensionamento manual e dimensionamento via software Epanet. 
 
5.1 ÁREA DE ESTUDO 
 
Para o desenvolvimento deste trabalho foi escolhido um edifício residencial presente na 
cidade de Cuiabá- MT sendo utilizado as plantas arquitetônicas reais para o desenvolvimento 
do projeto, apenas os dados técnicos, de localização ou exposição serão omitidos, o edifício 
apresenta construção moderna e vinte e seis pavimentos, sendo considerado de classe média 
para os padrões do mercado atual, possui área de lazer completa, medição individualizada e 
apartamentos com 3 quartos sendo 1 suíte, é necessário destacar que foram utilizados apenas o 
projeto arquitetônico (plantas dos pavimentos,térreo, garagens, cortes, fachada e planta de 
cobertura) para o desenvolvimento do projeto de instalações prediais de água fria, o projeto 
hidráulico real do edifício não foi consultado, então não existe nenhuma relação entre o projeto 
desenvolvido nesse trabalho e o real presente no empreendimento. 
 
FIGURA 09: FACHADA DA ÁREA DE ESTUDO. 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2019). 
 
39 
 
O empreendimento apresenta quatro apartamentos por andar com aproximadamente 85 
m2 cada um, sendo oferecido com diferentes configurações de plantas, porém para este estudo 
considerou-se que todos os apartamentos são iguais e simétricos inclusive as coberturas para 
simplificação dos cálculos, para a obtenção dos resultados foram utilizadas 10 plantas que estão 
disponibilizadas no apêndice A como material complementar, sendo elas: Planta 01- 
Reservatório inferior (1:50), Planta 02- Esquema vertical (1:75), Planta 03- Reservatório 
superior (1:50), Planta 04- Barrilete (1:50), Planta 05- Corte e detalhamento Reservatório 
superior (1:50), Planta 06- Pavimento Tipo (1:50), Planta 07- Representação das colunas de 
água fria (1:100), Planta 08- Traçado para válvulas redutoras de pressão (1:25), Planta 09- 
Detalhes de subsistemas (1:25), Planta 10- Detalhe dos banheiros (1:10). Todas as plantas foram 
confeccionadas como parte do trabalho e são a base para a realização dos cálculos de 
dimensionamento. 
 
5.2 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE RESERVAÇÃO 
 
5.2.1 População de projeto 
Para se dimensionar o sistema de reservação inicialmente deve-se estimar a população 
de projeto, neste caso levou-se em consideração o número de moradores em cada apartamento, 
como o condomínio possui vinte e seis pavimentos e cada um quatro apartamentos, foram 
consideradas que existem 104 unidades habitacionais, cada uma com quatro pessoas (família 
média brasileira). 
5.2.2 Consumo 
Foi adotado um consumo de 150 litros de água por habitante/dia baseando-se na tabela 
01 por este valor ser mais condizente com os padrões de consumo prediais atuais. Este consumo 
individual foi multiplicado pela população total, obtendo-se assim a demanda de consumo 
diário. 
5.2.3 Reservatórios 
De acordo com a norma atual, deve-se prever a reservação para no mínimo 1 dia de 
consumo, neste projeto adotou-se a reservação mínima de 2 dias, sendo divido este volume na 
proporção 2/3 no reservatório inferior e 1/3 reservatório superior, para mais detalhes deve-se 
consultar as plantas 01, 03, 04 e 05 do projeto arquitetônico, a reserva técnica de incêndio 
 
40 
 
também foi prevista porém utilizando-se de métodos práticos, pois a metodologia presente na 
norma não se aplica para a situação hipotética atual deste trabalho, sendo adotado então um 
valor de 15% do consumo diário. 
 
5.3 DIMENSIONAMENTO DO ALIMENTADOR PREDIAL 
 
O dimensionamento do ramal de alimentação predial foi realizado com base no consumo 
diário e na velocidade da água no interior do conduto, sendo adotado o limite de velocidade de 
0,8m/s de acordo com as recomendações da norma e utilizado a equação: 
 
𝑫𝒂𝒑 = √
𝟒 ∗ 𝑸
𝝅 ∗ 𝑽
 
(1.12) 
5.4 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE SUCÇÃO E RECALQUE 
 
O sistema de recalque é dividido em três componentes principais, sendo eles: 
canalização de sucção, canalização de recalque e conjunto motor-bomba. Pela metodologia 
tradicional primeiro calcula-se o diâmetro de recalque e adota-se o DN imediatamente superior 
para sucção. Para determinação do diâmetro de recalque foi adotada uma vazão de recalque de 
12,5 m³/hora, definido de acordo com a norma vigente que limita o tempo máximo para o 
enchimento do reservatório superior em 6 horas. 
Para escolha da bomba, calcula-se ainda a altura manométrica, está se dá pela altura 
geométrica entre os dois níveis de água dos reservatórios superior e inferior, somado as perdas 
de carga localizadas (peças) e distribuída (tubulações) dos sistemas de recalque e sucção. Há 
de se destacar que o cálculo do desnível geométrico entre os reservatórios foi realizado via 
Autocad e pode ser conferido ao se analisar as plantas 02 e 05. A perda de carga foi calculada 
utilizando-se a equação de Hazen-Williams com C=140 (PVC), já os comprimentos foram 
medidos diretamente pelo Autocad por meio das plantas 01, 02, 03 e 05, com a referência 
adotada para medição sendo o eixo central das peças. Também foram consideradas as perdas 
localizadas, sendo adotado o método do comprimento equivalente para o cálculo de perda total, 
o quantitativo de peças e outras informações estão mostrados e comentados nos resultados. 
 
 
 
 
41 
 
5.5 PERDA DE CARGA 
 
O cálculo da perda de carga foi feito utilizando-se a equação de Hazen Williams, 
adotando-se C=140 (PVC), sendo a equação: 
 
𝑯𝒇 = 𝟏𝟎, 𝟔𝟓
𝑸𝟏,𝟖𝟓
𝑪𝟏,𝟖𝟓𝑫𝟒,𝟖𝟕
 𝑳 
(1.6) 
Já a perda de carga nos hidrômetros foi calculada pela equação: 
 
∆𝑯 = (𝟑𝟔 × 𝑸)𝟐 × (𝑸𝒎á𝒙)−𝟐 
(1.13) 
Há de se justificar que não foi utilizada a equação de Fair-Whipple para a determinação 
das perdas de carga do sistema predial pois o software Epanet não possui a opção de realizar a 
modelagem com está equação o que impossibilitaria de realizar a comparação entre os 
dimensionamentos visto a diferença de metodologias que poderia alterar os resultados, sendo 
assim os cálculos manuais foram feitos com a equação de Hazen-Williams, que também foi 
utilizada pelo Epanet, as possíveis alterações causadas pela utilização desta equação em 
sistemas prediais foram analisadas em termos da perda unitária nos gráficos a seguir. 
 
FIGURA 10: COMPARAÇÃO ENTRE AS EQUAÇÕES COM DN25. 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2021). 
 
Ao se comparar as equações de Hazen-Williams (HW) e Fair-Whipple (FW), no 
intervalo de vazões utilizado neste trabalho (0-10) l/s nota-se que para tubos com DN25mm a 
equação de HW resulta em um valor de perda unitária maior à medida que as vazões aumentam, 
 
42 
 
porém este efeito só ocorre com valores de J bem acima dos encontrados em sistemas prediais, 
com as equações apresentando os mesmos resultados na faixa de perdas unitárias utilizadas 
neste projeto. 
O efeito é o mesmo ao se utilizar diâmetros maiores como 50mm, indicando que a 
utilização da equação de Hazen-Williams mesmo não sendo recomendada pela norma pode ser 
utilizada neste projeto sem diferenças relevantes em relação ao uso da equação de Fair-Whipple. 
 
FIGURA 11: COMPARAÇÃO ENTRE AS EQUAÇÕES COM DN50. 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2021). 
 
5.6 DESENVOLVIMENTO DAS PLANTAS DO PROJETO 
 
O desenvolvimento das plantas foi feito utilizando-se o programa Autocad e o projeto 
arquitetônico real do edifício, sendo o traçado das tubulações realizado seguindo as 
recomendações da literatura, buscou-se também reduzir as perdas de cargas evitando curvas 
desnecessárias e adotando-se o menor diâmetro conveniente para cada sistema, a tubulação 
deverá passar sempre pelo forro sendo as descidas ou subidas realizadas pelas paredes, não 
ficando nenhuma parte do traçado a mostra na edificação, também evitou-se passar a tubulação 
por peças estruturais, locais suscetíveis a danos mecânicos ou de difícil acesso. 
 
5.7 DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE 
 
O barrilete foi dimensionado utilizando o método de previsão de consumo máximo 
provável para se obter a vazão máxima de projeto, utilizando-se a equação: 
 
 
 
43 
 
𝑸 = 𝟎, 𝟑 × √∑ 𝑷𝒆𝒔𝒐𝒔 
(1.11) 
 Com o valor de vazão encontrado, foi utilizado o ábaco dos diâmetros para se 
determinar a tubulação mais adequada. 
 
5.8 DIMENSIONAMENTO DOS HIDRÔMETROS 
 
 Os hidrômetros foram dimensionados levando-se em conta a vazão nominal dos 
apartamentos, sendo a Qmáx. igual a duas vezes a vazão nominal, foi utilizada a concepção de 
medição individualizada, posicionados na vertical e com derivações individuais diretamente da 
coluna de água fria, os detalhes estão presentes na planta 09. 
 
5.9DIMENSIONAMENTO DE RAMAIS E SUB-RAMAIS 
 
O dimensionamento dos ramais e sub-ramais foi feito com base no ábaco de pesos, 
vazões e diâmetros encontrado na tabela 09, para simplificação dos cálculos considerou-se 
como situação mais desfavorável o uso em simultâneo de todos os chuveiros presentes nos 
apartamentos, o traçado está disponível na planta 06. 
 
5.10 CÁLCULO DE PRESSÃO MINÍMA NA DERIVAÇÃO DO HIDRÔMETRO 
 
 A pressão mínima na derivação dos hidrômetros de medição individualizada foi 
calculada através da soma : Perda de carga + Desnível geométrico + Pressão mínima no 
chuveiro, os comprimentos foram retirados diretamente das plantas 06, 09 e 10 pelo Autocad, 
foram consideradas também as perdas localizadas pelo método do comprimento equivalente, 
os detalhes do cálculo serão mostrados nos resultados. 
 
5.11 CÁLCULO DAS COLUNAS DE ÁGUA FRIA 
 
 As colunas de água fria foram calculadas automaticamente por meio de planilha 
eletrônica feita com o uso do programa Excel seguindo as recomendações da norma vigente. 
 
 
 
44 
 
5.12 DIMENSIONAMENTO DAS VÁLVULAS REDUTORAS 
 
O prédio apresenta 26 pavimentos o que faz com que o desnível geométrico seja 
suficientemente alto para que os limites de pressões estabelecidos pela norma sejam excedidos, 
devido a isso o prédio foi dividido em 3 colunas de água fria, a G1 abastece os pavimentos mais 
altos diretamente pelo reservatório superior por gravidade, enquanto as colunas G2 e G3 
abastecem os pavimentos da porção baixa e média do edifício pelo subsolo após a regulação de 
pressão feita pelas válvulas redutoras. 
As válvulas foram dimensionadas levando-se em conta o consumo dos apartamentos 
utilizando-se o método do máximo consumo provável e o diferencial de pressão calculado em 
função das pressões de entrada e saída da válvula. Foi adotado o valor de pressão mínima de 
10mca no apartamento mais desfavorável para se encontrar a pressão de saída das válvulas por 
meio da planilha de coluna de água fria. As perdas de carga foram consideradas em todo o 
trecho, os detalhes poderão ser conferidos nos resultados e nas plantas 04, 05, 07, 08 e 09. 
 
5.13 CÁLCULO DO COEFICIENTE K PARA PERDAS SINGULARES 
 
O coeficiente K para utilização no Epanet foi encontrado ao se calcular a perda de carga 
resultante utilizando-se o comprimento equivalente das peças estudadas na equação de Hazen-
Williams, os valores encontrados foram substituídos na equação universal de perdas localizadas 
com K isolado, encontrando-se assim o valor desejado, os detalhes serão mostrados nos 
resultados. 
 
5.14 MODELAGEM HIDRAÚLICA NO EPANET 
 
A modelagem no programa Epanet foi realizada seguindo os passos já mostrados na 
fundamentação teórica, sendo inserido apenas os dados de nível do reservatório, consumo e 
cota dos nós, comprimento, diâmetro e rugosidade dos trechos, a perda de carga distribuída foi 
calculada pela equação de Hazen-Williams enquanto a perda localizada pela utilização dos 
somatórios de K corrigidos pela metodologia apresentada do item anterior. A tabela de dados 
completa está disponível nos resultados, o esquema e identificação dos trechos está 
demonstrado a seguir. 
 
 
 
45 
 
FIGURA 12: IDENTIFICADORES DOS TRECHOS E NÓS. 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2021). 
 
Os detalhes circulados devido a condensação de informação serão mostrados com zoom 
nas figuras abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
46 
 
FIGURA 13 E 14: IDENTIFICADORES DOS TRECHOS E NÓS COM ZOOM. 
 
Fonte: Arquivo pessoal (2021). 
 
5.15 DIMENSIONAMENTO DE RAMAIS E SUB-RAMAIS VIA EPANET 
 
O dimensionamento dos ramais foi realizado de forma automática pelo Epanet por meio 
do módulo Lehnsnet, apenas foram inseridos alguns limites de projeto como pressão mínima 
em pontos de consumo igual ou maior que 1,0mca, velocidade máxima em qualquer trecho 
como sendo de 2,5m/s e tubulações disponíveis para dimensionamento com diâmetros entre 25 
a 50mm em PVC soldável, simulou-se diferentes cenários na derivação dos hidrômetros para 
que o Epanet encontra-se os diâmetros ótimos de acordo com a pressão disponível, tornando o 
dimensionamento mais otimizado. 
 
 
 
47 
 
6 RESULTADOS 
 
Os resultados serão apresentados em quatro partes, sendo a primeira referente ao 
dimensionamento dos principais sistemas presentes em um projeto básico de instalações 
prediais de água fria, a segunda parte mostrará a obtenção do coeficiente K para perdas 
singulares, a terceira parte o dimensionamento dos ramais e sub-ramais utilizando-se o Epanet 
e as diferenças obtidas em relação ao dimensionamento convencional, além do comparativo de 
custos com tubulação entre os métodos utilizados, por fim será mostrada a análise de aplicação 
e funcionamento do Epanet em Instalações prediais. 
 
6.1 DIMENSIONAMENTO CONVENCIONAL 
6.1.1 Dimensionamento do sistema de reservação de água 
Para se dimensionar o volume dos reservatórios deve-se primeiro estimar a população a 
ser atendida pelo edifício, neste caso considerou-se que cada apartamento abriga uma família 
com quatro pessoas, sendo quatro apartamentos por andar e um total de vinte e seis pavimentos 
chega-se à população final de projeto pela multiplicação: 
 
𝑷𝒐𝒑 = 𝒏° 𝒅𝒆 𝒑𝒂𝒗 ∗ 𝒏° 𝒅𝒆 𝒂𝒑𝒕𝒐 ∗ 𝒏° 𝒅𝒆 𝒉𝒂𝒃/𝒂𝒑𝒕𝒐 
𝑷𝒐𝒑 = 𝟐𝟔 ∗ 𝟒 ∗ 𝟒 = 𝟒𝟏𝟔 𝒑𝒆𝒔𝒔𝒐𝒂𝒔 
Onde: 
Pop. = População atendida; 
Nº de pav. = Número de pavimentos; 
Nº de apto. = Número de apartamentos por andar. 
No de hab./apto. = Número de habitantes por apartamento 
 
Após a estimativa da população atendida deve-se adotar o consumo per capita para a 
obtenção do volume a ser reservado, neste caso com base na tabela 01 adotou-se o consumo de 
150 L/hab.dia, sendo encontrado o consumo diário pela multiplicação: 
 
𝑪𝑫 = 𝒑𝒐𝒑 ∗ 𝒑𝒆𝒓 𝒄𝒂𝒑𝒊𝒕𝒂 
𝑪𝑫 = 𝟒𝟏𝟔 ∗ 𝟏𝟓𝟎 = 𝟔𝟐𝟒𝟎𝟎 𝑳/𝒅𝒊𝒂 
Onde: 
CD = Consumo diário; 
 
48 
 
Pop. = População atendida; 
Per capita = 150 L/hab.dia; 
 
De acordo com a norma deve-se prever uma reservação mínima de 1 dia com base no 
consumo diário, para este dimensionamento foi adotado uma reservação de 2 dias, além de 15% 
do CD como reserva técnica de incêndio. 
 
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒎𝒊𝒏í𝒎𝒐 = 𝟐 ∗ 𝑪𝑫 + 𝑹𝑻𝑰 
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒎𝒊𝒏í𝒎𝒐 = 𝟐 ∗ 𝟔𝟐𝟒𝟎𝟎 + 𝟏𝟓%𝑪𝑫 
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒎𝒊𝒏í𝒎𝒐 = 𝟏𝟐𝟒𝟖𝟎𝟎 + 𝟗𝟑𝟔𝟎 
𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒎𝒊𝒏í𝒎𝒐 = 𝟏𝟑𝟒𝟏𝟔𝟎 𝒍 
Onde: 
RTI = Reserva técnica de incêndio (L); 
CD = Consumo diário (L/dia). 
 
O volume deve ser dividido entre os reservatórios inferior e superior na proporção 60% 
e 40% respectivamente do volume total de reservação, para simplificar a construção dos 
reservatórios adotou-se então um volume de reservação de 140000l ou 140m3 desta forma a 
quantidade de água a armazenar no reservatório superior e inferior respectivamente é de 60 m³ 
e 80 m³. Salienta-se que no reservatório superior, ficam 50 m³ disponíveis para consumo 
(volume útil) e 10 m³ para reserva de incêndio. 
Com os volumes a serem reservados calculados é possível encontrar as dimensões 
básicas dos reservatórios para a alocação no edifício, assumindo-se a forma retangular e as 
limitações de espaço disponível na área de estudo adotou-se as dimensões do reservatório 
inferior para que a altura máxima do reservatório fosse de 2,0m devido às limitações do pé 
direito no local, para o reservatório superior as dimensões já estavam definidas no projeto 
estrutural, nesse caso adotou-se apenas a altura máxima da lâmina d’agua como sendo de 3,0m; 
Os detalhes dos reservatórios estão mostrados no projeto arquitetônico (planta 01 e 05), 
podendo existir uma pequena diferença entre os volumes dimensionados e os desenhados 
devido a adoção de níveis de água com valores inteiros. 
𝑹𝒆𝒔𝒆𝒓𝒗𝒂𝒕ó𝒓𝒊𝒐 𝒊𝒏𝒇𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓 = 𝟖𝟎 𝒎𝟑 
𝑫𝒊𝒎𝒆𝒏𝒔õ𝒆𝒔 = 𝟒, 𝟓𝒎 (𝑳) 𝒙 𝟏𝟐𝒎 (𝑪) 𝒙 𝟐𝒎 (𝑯) 
𝑳â𝒎𝒊𝒏𝒂 𝒎á𝒙𝒊𝒎𝒂 = 𝟏, 𝟓𝒎