5 sistemas prediais_sanepar
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Sistemas Prediais de Abastecimento de Água
Introdução
NBR 5626/98
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Bibliografia
• Macintyre, Archibald Joseph. Manual de Instalações Hidráulicas e Sanitárias. LTC – Livros técnicos e científicos. Rio de Janeiro, 1990.
• Creder, Hélio. Instalações hidráulicas e Sanitárias. 5a. Ed. LTC – Livros técnicos e científicos. Rio de Janeiro, 1992.
• NBR 5626/98 – Instalações prediais de água fria. ABNT.• NBR 7198/93 – Projeto e execução de instalações prediais
de água quente. ABNT.
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Sistemas prediais
• Sistema do edifício:1. Estrutura;2. Envoltória externa;3. Divisores de espaços externos e internos (horizontais e verticais);4. Serviços:
a) Energia;b) Água;c) Segurança;d) Conforto;e) Transporte;f) Comunicação;g) Automação.
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Sistema predial de água
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Sistema Predial de água fria
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Sistema predial de água
• Conforme a NBR5626/98, na maioria das vezes, a instalação predial de água fria é um subsistema de um sistema maior, composto também pelas instalações prediais de água quente (NBR 7198/99) e de combate a incêndio (NBR 13714/96 –Instalações hidráulicas contra incêndio, sob comando, por hidrantes e mangotinhos);
• Sistema predial de água fria: Sistema composto por tubos, reservatórios, peças de utilização, equipamentos e outros componentes, destinado a conduzir água fria da fonte de abastecimento aos pontos de utilização (NBR 5626/98-3.19);
• Água fria: água à temperatura dada pelas condições ambientes (NBR5626, item 3.1).
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Sistemas de abastecimento
• Sistema de abastecimento indireto: quando a água é armazenada em reservatórios e deste é distribuída aos pontos de utilização são abastecidos com água que vem diretamente da rede de abastecimento público. O sistema de abastecimento indireto pode ser:– sem bombeamento e;– com bombeamento.
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Sistemas de abastecimento
• Sistema de abastecimento indireto sem bombeamento: quando a pressão disponível na rede é suficiente para elevar a água até o reservatório superior.
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Sistemas de abastecimento
• Sistema de abastecimento indireto com bombeamento: quando a pressão disponível na rede é insuficiente para elevar a água até o reservatório superior. Neste caso, há a necessidade do uso de um reservatório inferior e um sistema de recalque para fazer a elevação da água até o reservatório superior.
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Sistemas de abastecimento
• Sistema de abastecimento misto: quando parte da instalação é abastecido por meio do reservatório superior e parte é abastecida diretamente da rede pública.
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Sistemas de abastecimento
• Sistema de abastecimento direto: quando os pontos de utilização são abastecidos com água que vem diretamente da rede de abastecimento público.
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Partes constituintes do sistema
• Ramal predial;• Hidrômetro;
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Orientações para Execução de Caixas para Instalação dos Hidrômetros
PROCEDIMENTOS (itope372-01)As caixas de instalação dos hidrômetros devem ser projetadas,
obedecendo os critérios a seguir relacionados e o (Anexo A) Instalação de Hidrômetros na Caixa, (Anexo B) Caixa Subterrânea em Alvenaria, (Anexo C) Localização do Cavalete/ Caixa e (Anexo D) Ligação Predial:
a) Todos os hidrômetros acima de ¾” devem ser instalados em caixas de alvenaria, padrão SANEPAR.
b) Os hidrômetros de ¾” só podem ser instalados em caixas quando não houver espaço dentro do alinhamento predial.
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Orientações para Execução de Caixas para Instalação dos Hidrômetros
PROCEDIMENTOS (cont)c) Os cavaletes ou as caixas devem ser localizados a 50 cm no
sentido perpendicular ao alinhamento predial, no mínimo 30 cm livre de uma das divisas. Deve estar livre de qualquer obstáculo superior, de forma a não impedir a leitura. Não devem ser assentados pisos de qualquer natureza.
d) Devem ser observadas as distâncias da rede ao alinhamento predial, evitando a instalação sobre as redes públicas.
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Orientações para Execução de Caixas para Instalação dos Hidrômetros
Diâmetro do hidrômetro A (cm) B(cm) ¾” 80 40 1” 80 40
1 ½” 80 80 2” x 30 m3/h 80 80
Instalação de hidrômetros na caixa
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Orientações para Execução de Caixas para Instalação dos Hidrômetros
Caixa subterrânea de alvenaria
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Orientações para Execução de Caixas para Instalação dos Hidrômetros
Localização do cavalete/caixa
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Orientações para Execução de Caixas para Instalação dos Hidrômetros
Detalhe para instalação do cavalete
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Partes constituintes do sistema
• Ramal de alimentação;• Reservatório inferior;• Sistema de recalque;
– Tubulação de sucção;– Conjunto moto bomba;– Tubulação de recalque;
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Partes constituintes do sistema
• Reservatório superior;• Barrilete;• Colunas;
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Partes constituintes do sistema
• Ramais;• Subramais;• Ponto de utilização;
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Pressão nas tubulações
• Pressão dinâmica mínima: aquela que atende o bom funcionamento do aparelho mas nunca inferior a 10 kPa com exceção de:– Caixa de descarga: p>= 5 kPa– Válvula de descarga: p>= 15 kPa– Qualquer ponto da rede: p>= 5kPa
• Pressão estática máxima: 40 m.c.a• Sobre-pressão máxima devida a transitórios
hidráulicos: 200 kPa
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Pressão nas tubulações
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Sistemas Prediais de Abastecimento de Água
Figuras
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Casa de bombas
Registro de Gaveta
Válvula de Retenção vertical (pesada)
União
Bomba
Tubo de recalque
Cisterna
Tubo de sucção
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Detalhes da instalação de recalqueLigação das células da cisterna com as bombas
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Detalhes da instalação de recalqueConjunto Moto-Bomba e tubo de recalque
RG
VR Pesada
União
Cj moto-bomba
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Dimensionamento dos ramais
Ramal de Alimentação
Respiro/Extravasor
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Reservatório SuperiorAlçapão p/ manutenção
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Reservatório SuperiorVista interna
Tub. Consumo
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Reservatório SuperiorBarrilete
RG
AD
AD
Consumo (V.S.)
Consumo (demais pontos)
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ColunaPassagem pela viga
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Ramal
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Sub ramal (misturador do chuveiro)
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Sub ramal (misturador do chuveiro)
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Sub ramal (misturador da ducha higiênica)
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Sub ramal (misturador do lavatório)
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Ponto de utilização
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Ponto de utilização (válvula de descarga)
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Sistemas Prediais de Abastecimento de Água
Dimensionamento do sistema
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Estimativa do consumo diário
• Para se estimar o consumo diário deve-se:– Identificar o tipo de atividade a ser desenvolvida
(residencial, comercial, hospitalar, etc)– Verificar o tipo de consumo previsto (doméstico,
lavanderia, restaurante, etc.)– Determinar a população do edifício, quando for o caso;– Estimar o consumo através das tabelas adotadas (verificar
com a concessionária de água)– Estimar o consumo diário, Cd;
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Estimativa do consumo diário (Sanepar) IT/OPE/318
PRÉDIOS
CONSUMO MENSAL (m³/mês)
01 Alojamento provisório 2,4 m³ / leito ou per capita 02 Casas populares ou rurais 10 m³ / unidade 03 Conjuntos residências com apartamentos de até 70 m² 10 m³ / unidade 04 Apartamentos com áreas entre 71 e 100 m² 15 m³ / unidade 05 Apartamentos com áreas entre 101 e 200 m² 20 m³ / unidade 06 Apartamentos com áreas acima de 200 m² 25 m³ / unidade 07 Residências com áreas entre 61 e 100 m² 20 m³ / unidade 08 Residências com áreas entre 101 e 200 m² 25 m³ / unidade 09 Residências com áreas acima de 200 m² 30 m³ / unidade 10 Hotéis com apartamentos, instalações de água fria 6 m³ / apartamento
11 Hotéis com apartamentos, instalações de água fria e lavanderia 7 m³ / apartamento
12 Hotéis com apartamentos, instalações de água quente 7,5 m³ / apartamento
13 Hotéis com apartamentos, instalações de água quente e lavanderia 8,5 m³ / apartamento
14 Hotéis com banheiros coletivos 4,5 m³ / quarto 15 Hotéis com banheiros coletivos e lavanderia 5,5 m³ / quarto 16 Hospitais 8,5 m³ / leito 17 Escolas - Internato 4,5 m³ / capita 18 Escolas - Semi - Internato 3 m³ / capita 19 Escolas - Externato 1 m³ / capita 20 Faculdades 1,5 m³ / capita
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Dimensionamento do hidrômetro, segundo o consumo predial (Sanepar)
Faixa de consumo mensal (m3/mês) Bitola (pol.)
Vazão característica
(m3/h). Tipo
0 - 240 ¾ 3 Mono/Multijato
241 - 560 1 7 Multijato
561 - 1200 1 ½ 20 Multijato
1201 - 1800 2 30 Multijato
1801 - 5400 2 30 Woltmann
5401 - 12000 3 110 Woltmann
12001 - 18000 4 180 Woltmann
18001 - 37500 6 350 Woltmann
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Dimensionamento do ramal de alimentação
• O ramal de alimentação deverá ter o mesmo diâmetro que o hidrômetro.
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Dimensionamento dos reservatórios
• Conforme item 5.2.4 da NBR 5626/98:– Os reservatórios constituem a parte crítica da instalação predial de
água fria no que diz respeito a manutenção da potabilidade da água;– Os reservatórios devem preservar a potabilidade da água e não
transmitir cor, sabor, odor ou toxinas à água;– Deve ser estanque e qualquer abertura deve impedir a passagem de
poeiras, insetos, líquidos, etc.;– Não deve ser apoiado no solo ou ser enterrado total ou parcialmente,
tendo em vista a contaminação proveniente do solo, devido a infiltração. Deve ficar com todas as paredes distantes pelo menos 0,60 m do solo, como mostra a figura a seguir:
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Reservatório inferior
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Dimensionamento dos reservatórios
– O volume mínimo a ser armazenado é de 1xCd e, no caso de residências de pequeno tamanho, recomenda que a reserva mínima seja de 500 litros;
– O volume máximo a ser armazenado deve ser tal que mantenha a potabilidade da água e, deve atender a disposição ou regulamento que estabeleça volume máximo;
– O volume a ser considerado para cômputo do consumo diário deve levar em conta o volume armazenado tanto no reservatório inferior quanto no superior, para este fim;
– Os reservatórios de maior volume, devem ser divididos em 2 células;– Deve também ser lavado em conta o volume a ser armazenado para
combate a incêndio (conforme legislação de cada Estado ou região).
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Dimensionamento dos reservatórios
• Vmin = Cd (NBR5626/98)• Vmáx = 3.Cd (recomendação da Sanepar)
• Consumo mensal/unidade -> fornecido pela concessionária• Consumo mensal total, (Cm) = Cm/unidade * número de
unidades• Consumo diário (Cd) = Cm/30
• Vmín do reservatório superior = 1xCd• Vmáx do reservatório inferior = (3xCd – Volume de
consumo reservatório superior)
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Dimensionamento do reservatório superior conforme o Código de Prevenção de Incêndios
A capacidade dos reservatórios deve ser calculada pela seguinte fórmula:
V= 0,93 x C x A½
Onde: V=Volume do reservatório em m3
A = Área do risco em m2
C = O valor de C é tomado na seguinte tabela
CONSTRUÇÕES Combustíveis Resistentes a fogo Incombustíveis Classe
do risco 1 2 3 1 2 3 1 2 3
RL 1,12 1,04 0,96 0,47 0,38 0,31 0,31 0,26 0,22 RM 1,50 1,39 1,28 0,70 0,65 0,52 0,48 0,41 0,35 RE 1,57 1,44 1,31 0,87 0,78 0,73 0,58 0,50 0,44
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Classificação da edificação• Classificação das Edificações quanto ao Risco de Incêndio:
– Risco Leve (RL): ocupação de potencial calorífico sutil;– Risco Moderado (RM): ocupação de potencial calorífico limitado;– Risco Elevado (RE): ocupação de potencial calorífico intenso.
• Tabela de classificação de edificações quanto a sua ocupação Anexo (A):(1) Exposição, comércio, manuseio e fabricação.(2) Armazenagem e depósitos
OCUPAÇÃO Classe de Risco (1)
Classe de Risco (2)
Abrasivos, pedras de amolar RL RL Agência de correios RL RM Albergue da juventude RL Algodão RL RE Alojamento Estudantil RL Antiguidades RL RM
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Classificação da edificação
• Classificação das Edificações quanto à: – Construção; – Ocupação e;– Altura.
• Quanto à construção as edificações são classificadas em:
I. combustíveis: edificações construídas total ou parcialmente em madeira ;
II. resistentes ao fogo: edificações construídas com materiais que opõem resistência ao fogo, tais como: ferro, alvenaria de tijolos e outros;
III. incombustíveis: edificações construídas totalmente em concreto.
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Classificação da edificação
• Quanto à ocupação as edificações são classificadas em:
I. tipo 1 - edificações ocupadas para depósito ou utilização de materiais combustíveis;
II. tipo 2 - edificações comerciais e residenciais;
III. tipo 3 - edificações ocupadas para depósito ou utilização de materiais incombustíveis.
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Classificação da edificação
CONSIDERAÇÕES CLASSIFICAÇÃO DAS EDIFICAÇÕES
QUANTO A ALTURA Altura contada da soleira de entrada até o piso do último pavimento, não consideradas edículas no ático destinadas à casas de máquinas e terraços descobertos (H)
Edificações térreas Altura contada entre o terreno circundante e o piso de entrada, igual ou inferior a 1,00 m.
Edificações baixas *H <= 6,00 m Edificações de média altura 6,00 m < H < 12,00 m Edificações medianamente altas *12,00 m <= H <= 30,00 m
tipo –1 H>30,00 m
Edificações altas Tipo –2
Edificações dotadas de pavimentos recuados em relação aos pavimentos inferiores, de tal forma que as escadas de bombeiros não possam atingi-las, ou situadas em locais onde é impossível o acesso de viaturas de bombeiros, desde que sua altura seja H>12,00 m.
•Quanto à altura as edificações são classificadas em:
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Reservatórios
• Poderão ser utilizados para consumo, no máximo 2/3 da capacidade exigida para os reservatórios d’água, devendo, contudo, ficar garantida a utilização de toda a capacidade para o serviço de combate a incêndios;
• Edificações com três ou mais pavimentos a capacidade do reservatório superior poderá ser reduzida em até 50% do total exigido, sendo o volume reduzido armazenado em reservatório inferior, desde que se utilize esguicho com registro de fecho rápido em todos os hidrantes
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Capacidade mínima do reservatório superior CB
• Art. 93 - A capacidade mínima dos reservatórios superiores observará a seguinte tabela:
• O Código de Prevenção de Incêndios do Paraná foi revisado em 2001, está na 3a. edição e, está disponível no site:
http://www.pr.gov.br/bombeiros/servicos/vistorias/analise.html
Classe do Risco Capacidade Mínima (m3)
RL 10,00
RM 15,00
RE 27,00
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Sistema de recalque
• Vazão de projeto (NBR 5626/98, item 5.3.3) No caso de edifícios com pequenos reservatórios, o tempo de enchimento deve ser menor que 1 h. No caso de grandes reservatórios, este tempo pode chegar até 6 h.
• h = número de horas necessárias para encher o reservatório (número de horas de funcionamento da bomba)
• Velocidade: dever ser inferior a 3 m/s em qualquer ponto da instalação.
hCQ d=
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Sistema de recalque
• Diâmetro de recalque:
424
..3,1 hQD =
Onde: • Q = vazão (m3/s)• h = número de horas de funcionamento da
bomba, num período de 24 horas.• D = diâmetro (m)
• Diâmetro de sucção: Um diâmetro comercial superior ao de recalque.
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Dimensionamento do conjunto moto-bomba
• Determinação da vazão:
• Determinação da altura manométrica:
– Cálculo do desnível geométrico Hg (m): é a diferença de cota de onde a água está até onde deseja-se elevá-la;
– Cálculo das perdas de carga de sucção e de recalque• Perda de carga na sucção:
hCQ d=
hHH gm Σ∆+=
metrosQD
Lgf
gv
DLfh virtualvirtual ,.8
.2. 2
52
2
π==∆
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Dimensionamento do conjunto moto-bomba
• Lvirtual =Lreal + Lequivalente
• Fator de atrito
• Número de Reynolds
• Potência do conjunto Moto-bomba
125,0166
9,0
8
Re2500
Re74,5
7,3ln5,9
Re64
−
++
=
−
Df ε
νµρ vDvD ...Re ==
q
HmQPη
γ.75..
=
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Propriedades físicas da água
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Rugosidade interna dos tubos (ε, mm)
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Rugosidade interna dos tubos (ε, mm) cont.
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Comprimento equivalente (peças metálicas)
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Comprimento equivalente (PVC)
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Escolha da bomba
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Dimensionamento das tubulações
Dimensionamento dos sub ramais
• Sub ramais: São tubulações que ligam os ramais às peças de utilização, portanto, um sub ramal pode alimentar um único aparelho.
• A NBR 5626/98 fornece a vazão de cada peça de utilização e diz que a velocidade, em qualquer ponto, não pode ultrapassar 3 m/seg.
• A tabela a seguir nos fornece os valores de vazões e pesos de cada peça de utilização (sub ramal):
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Pesos relativos nos pontos de utilização identificados em função do aparelho sanitário e da peça de utilização. (NBR 5626-98)
Aparelho sanitário Peça de utilização Vazão de projeto Peso Caixa de descarga 0,15 0,3 Bacia sanitária Válvula de descarga 1,70 32
Banheira Misturador (água fria) 0,30 1,0 Bebedouro Registro de pressão 0,10 0,1 Bidê Misturador (água fria) 0,10 0,1 Chuveiro ou ducha Misturador (água fria) 0,20 0,4 Chuveiro elétrico Registro de pressão 0,10 0,1 Lavadora de pratos ou de roupas Registro de pressão 0,30 1,0 Lavatório Torneira ou misturador (água fria) 0,15 0,3
Com sifão integrado Válvula de descarga 0,50 2,8 Mictório cerâmico Sem sifão integrado Caixa de descarga, registro de pressão ou
válvula de descarga para mictório 0,15 0,3
Mictório tipo calha Caixa de descarga ou registro de pressão 0,15 por metro de calha
0,3
Torneira ou misturador (água fria) 0,25 0,7 Pia Torneira elétrica 0,10 0,1 Tanque Torneira 0,25 0,7 Torneira de jardim ou lavagem em geral Torneira 0,20 0,4
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Diâmetro mínimo dos sub-ramais(geralmente fornecido pelos fabricantes)
Bitolas D Peças de utilização
DN REF.
Soldáveis Diâmetro externo
(DE) Mm
Roscáveis Diâmetro externo
(DE) Mm
Aquecedor de alta pressão 15 ½ 20 21,0 Aquecedor de baixa pressão 20 ¾ 25 28,5 Bacia sanitária com caixa de descarga 15 ½ 20 21,0 Bacia sanitária com válvula de descarga de bitola 1.1/4 40 1. ½ 50 48,0
Bacia sanitária com válvula de descarga 1.1/2 40 1. ½ 50 48,0 Banheira 15 ½ 20 21,0 Bebedouro 15 ½ 20 21,0 Bidê 15 ½ 20 21,0 Chuveiro 15 ½ 20 21,0 Filtro de pressão 15 ½ 20 21,0 Lavatório 15 ½ 20 21,0 Máquina de lavar pratos 20 ¾ 25 26,5 Máquina de lavar roupa 20 ¾ 25 26,5 Mictório de descarga continua por metro ou aparelho 15 ½ 20 21,0
Pia de cozinha 15 ½ 20 21,0 Tanque de lavar roupa 20 ¾ 25 26,5
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Altura dos pontos
Bacia com caixa acoplada
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Altura dos pontos
Bacia convencional
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Dimensionamento dos ramais
O dimensionamento dos ramais pode ser feito levando-se em consideração uma das duas hipóteses a seguir:
• Uso simultâneo dos aparelhos (consumo máximo possível): Neste caso, admite-se que todos os aparelhos estejam sendo usados ao mesmo tempo, principalmente chuveiros e lavatórios. Esta hipótese deve ser considerada naquelas situações onde há um horário rigoroso para o uso das instalações sanitárias como quartéis, fábricas, escolas, etc.). Para o dimensionamento dos ramais, somam-se as vazões de cada sub-ramal ou ramal anterior.
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Dimensionamento dos ramais
• Uso não simultâneo dos aparelhos (consumo máximo provável): Esta hipótese baseia-se no fato de ser pouco provável uso simultâneo de todas os aparelhos de um mesmo ramal e que a probabilidade diminui com o aumento do número de aparelhos. Roy Hunter fez um estudo de probabilidade de ocorrência de uso simultâneo das peças e atribuiu pesos às mesmas e estabeleceu a dependência entre as descargas nos aparelhos e a soma dos pesos de todos os aparelhos. Esses pesos são estabelecidos por comparação dos efeitos relativos produzidos por diferentes tipos de aparelhos.
• A vazão final é dada por: PQ Σ= 3,0
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Dimensionamento das colunas e barrilete
• As colunas e barrilete devem ser dimensionados de forma que a velocidade máxima seja 3m/s.
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Verificação da pressão nos pontos mais desfavoráveis
• A pressão máxima em qualquer ponto da tubulação de água fria ou quente, deve ser sempre menor que 40 m.c.a., ou seja, menor que 400 Pa, segundo a NBR 5626/98.
• A pressão mínima em cada ponto de utilização deve sempre atender as exigências do fabricante, sendo que, segundo a NBR 5626/98, nenhum ponto deve ter pressão inferior a 0,5 m.c.a.