85642018 agua fria e quente manual para projetos

7/27/2019 85642018 Agua Fria e Quente Manual Para Projetos

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SANEAMENTO PREDIAL HIDRULICAProfessor Rafael Tavares

Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Departamento de Tecnologia da Construo UFRJ

HIDRULICAGUA FRIA


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Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Departamento de Tecnologia da Construo UFRJ pgina 1

NDICE1. CONCEITOS BSICOS ......................... ..................... ..................... ....................... ....................... 02

1.1 O Princpio dos Vasos Comunicantes ........................ ....................... ....................... 021.2 Unidades de Medida de Presso Hidrulica ....................... .................... ................ 021.3 Velocidade e Vazo Hidrulica ......................... .................... .................... ................ 031.4 Perda de Carga ........................ ...................... ..................... ...................... .................. 03

2. TERMINOLOGIA ......................... ...................... ...................... ..................... ................................ 043. COMPONENTES DA INSTALAO HIDRULICA PREDIAL............................... ..................... 064. REPRESENTAO GRFICA............................. ..................... ..................... ....................... ....... 085. SISTEMA DE ABASTECIMENTO PREDIAL............................ ..................... ...................... ......... 09

5.1 Sistema Direto ...................... ...................... ...................... ........................ ................. 095.2 Sistema Indireto com Presso ......................... ....................... ..................... ........... 095.3 Sistema Indireto sem Presso ........................ ....................... ..................... ............ 095.4 Sistema Hidropneumtico .................... ....................... ....................... ..................... 105.5 Sistema Misto ......................... ..................... ..................... ...................... ................... 105.6 Particularidades em Sistema de Edifcios de Grande Altura ....................... ...... 10

6. LIGAO REDE PBLICA ....................... ....................... ...................... ........................ .......... 117. CONSUMO PREDIAL .......................... ...................... ...................... ....................... .................... 12

7.1 Dimensionamento do Consumo Predial............................... ..................... ............ 138. RESERVATRIOS ........................ ...................... ..................... ..................... .............................. 138.1 Detalhes dos Reservatrios ...................... ..................... ....................... .................. 14

9. SISTEMA DE BOMBAS HIDRULICAS ...................... ..................... ...................... ................... 1510.TUBULAES DE RECALQUE E SUCO ..................... ..................... ..................... ............... 16

10.1 Dimensionamento pelo Mtodo de Forchheimer........................... ................... 1610.2 Altura Manomtrica........................ ...................... ...................... ....................... .... 1710.3 Clculo da Potncia Motriz (N) ......................... .................... ..................... .......... 1910.4 Terminologia para Conjunto Moto-bomba ........................ .................... ............. 20

11.TABELAS E BACOS .......................... ...................... ....................... ........................ ................. 2111.1 baco para Encanamentos de Cobre e PVC ...................... ...................... ......... 2111.2 baco em Funo dos Pesos ....................... .................... .................... ............... 2211.3 Perda de Carga Localizada para Tubulaes de Cobre e PVC ...................... . 23

11.4 Tabela de Sees Equivalentes ..................... .................... .................... ............. 2411.5 Tabela de Dimetros Mnimos dos Sub-ramais...................... .................... ...... 2411.6 Vazo e Peso das Peas dos Sub-ramais............................ .................... .......... 2411.7 Probabilidades de Uso.......................... ........................ ...................... .................. 2411.8 Vazo e Pesos das Tubulaes.............................. ..................... .................... .... 24

12. BARRILETE ....................... ........................ ...................... ....................... ............................... .. 2512.1 Dimensionamento do Barrilete............................ .................... ....................... .... 25

13. SUB-RAMAIS, RAMAIS E COLUNAS.......................... ...................... ..................... ................ 2613.1 Dimensionamento dos Ramais pelo Consumo Mximo Possvel................. 2613.2 Dimensionamento dos Ramais pelo Consumo Mximo Provvel................ 2713.3 Dimensionamento das Colunas (mtodo de Hunter) ...................... .............. 29

14. ALTURA DOS PONTOS DE UTILIZAO ..................... ....................... ...................... ........... 30

15. DETALHAMENTO E MONTAGEM DAS PEAS DE UTILIZAO ......................... .............. 3015.1 Bebedouro .................... ....................... ....................... ..................... ..................... 3015.2 Lavatrio de Bancada ...................... ........................ ...................... ..................... 3115.3 Lavatrio de Coluna ......................... ........................ ...................... ..................... 3115.4 Chuveiro com Misturador .................... ........................ ...................... ................ 3215.5 Mictrio ..................... ........................ ..................... ...................... ........................ 3215.6 Pia ......................... ...................... ....................... ...................... ...................... ....... 3315.7 Tanque ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... . 3315.8 Mquina de Lavar Loua ....................... ...................... ........................ ............... 3415.9 Mquina de Lavar Roupa.......................... ...................... ....................... ............. 3415.10 Vaso Sanitrio com Caixa Acoplada e Ducha Higinica ..................... ........ 3515.11 Vaso Sanitrio com Vlvula e Ducha Higinica ....................... .................... 35

16. PROCEDIMENTO DE CLCULO DA PRESSO NO PONTO DESFAVORVEL ................. 36


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1. CONCEITOS BSICOS DE HIDRULICA1.1 O Princpio dos Vasos ComunicantesA presso hidrulica definida pela fora que a gua exerce sobre as paredes das tubulaes e conexes.Para compreendermos melhor este conceito utilizaremos o princpio dos vasos comunicantes.

Ao observarmos o exemplo abaixo, poderamos perguntar:Qual dos dois vasos (A) ou (B) exerce maior presso sobre o fundo?

A primeira impresso que temos que o recipiente (A) efetua mais presso no fundo doque o recipiente (B).

Ao interligarmos os recipientes com um pequeno tubo, verificamos que os nveis dosrespectivos lquidos permanecem estticos.

Isto significa que as presses nos vasos esto equalizadas, caso contrrio o lquido semoveria de um recipiente para o outro.

Se continuarmos a experincia e adicionarmos mais gua ao recipiente (A), verificaremosque a gua passar de um vaso para o outro at as alturas dos nveis (hA e hB) seequalizarem.Isto mostra que por um instante a presso no vaso (A) foi maior que o vaso (B), fazendo o

lquido passar de um lado para o outro at que as respectivas presses se equilibrassem.

Sendo assim, conclumos que nveis iguais originam presses iguais. A presso independeda forma do recipiente.

1.2 Unidades de Medida de Presso HidrulicaPara medirmos a presso hidrulica utilizamos o exemplo abaixo:

Podemos utilizar:Kgf/cm - (quilograma fora por centmetro quadrado)Lb/pol - (libra por polegada quadrada)m.c.a. - (metro de coluna de gua)

No exemplo ao lado, 1 kgf/cm = 10 metros de coluna de gua:1 kgf/cm = 10 m.c.a.1 kgf/cm = 100 KPa

Conclumos que, 1 m.c.a. = 10 KPa


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1.3 Velocidade e Vazo HidrulicaConsidera-se vazo hidrulica o volume de gua a sertransportado que atravessa uma determinada seo(tubo, calha, etc.) na unidade de tempo.

VAZO

VELOCIDADE

2"

3/4"

VAZO

VELOCIDADE

No sistema prtico de unidades, a vazo expressa emm/h (metro cbico por hora), podendo ser expressatambm em l/s (litros por segundo).A vazo hidrulica tambm pode ser denominada de

descarga hidrulica. Em um projeto de instalaeshidrulicas prediais, so dimensionadas vrios tipos devazes (pontos de utilizao, alimentador predial,barrilete, colunas de distribuio, ramais e subramais,reservatrio superior e da instalao hidropneumtica,se houver).

Na observao dos lquidos em movimento leva-nos adistinguir dois tipos de movimento, de grandeimportncia: regime laminar (tranqilo ou lamelar) eregime turbulento (agitado ou hidrulico). Com o regimelaminar, as trajetrias das partculas em movimento

so bem definidas e no se cruzam quanto ao regimeturbulento caracteriza-se pelo movimento desordenadodas partculas.

Regime turbulento

Regime laminar1.4 Perda de CargaConsidera-se perda de carga a resistncia sofrida pelo lquido, no caso a gua, em seu percurso.Devido a diversos fatores que so partes constituintes dos condutores (tubo, calha e etc.) a gua perder parte de suaenergia (presso) inicial.

So fatores determinantes para que a gua possa vencer a resistncia em seu trajeto: Rugosidade do conduto (tubo, calha, etc.). Viscosidade e densidade do lquido conduzido. Velocidade de escoamento. Grau de turbulncia do fluxo. Distncia percorrida. Mudana de direo e de seo da linha.

A perda de energia varivel de acordo com a forma dos acessrios do conduto (tubulao) e os valores da perda decarga equivalente so representados em metros lineares de canalizao. As tubulaes de cobre e de plstico (PVC)normalmente com grande emprego nas instalaes, oferecem grande vantagem em relao as tubulaes de ferrogalvanizado ou ferro fundido no aspecto de perda de carga (energia) no trajeto do lquido, para a mesma seo edistncia linear.A perda de carga localizada ocorre em casos que o lquido, neste caso a gua, sofre mudanas de direo, como porexemplo em conexes (joelhos, redues, ts), ou em que ela passa por dispositivos de controle, tipo registros,ocorrendo nestes pontos uma perda de carga denominada de localizada. Portanto, quanto maior for o nmero deconexes de um trecho de tubulao, maior ser a perda de presso ou perda de carga nesse trecho, diminuindo apresso ao longo da linha e/ou rede.A presso da gua, sendo medida quando h vazo, indica-nos a presso de servio (igual a presso dinmica) equando a linha est fechada na sua extremidade temos a presso esttica. A seguir demonstrado um exemplo:

1 com o registro fechado na extremidade da linha, agua sobe na tubulao (trecho vertical) at o nvel doreservatrio (B).

2 abrindo-se o registro, a gua entra em movimentoe o nvel na tubulao (trecho vertical) cai do ponto Bpara o C, esta diferena denominamos: perda decarga.

Tubulao de menor dimetro oferecem maiorresistncia vazo ocasionando maior perda de

carga.Tubulao de maior dimetro oferecem menorresistncia vazo ocasionando menor perda decarga.


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2. TERMINOLOGIAAlimentador predial: tubulao compreendida entre

o ramal predial e a primeira derivao ouvlvula de flutuador do reservatrio.

Aparelho sanitrio: aparelho destinado ao uso degua para fins higinicos ou para receberdejetos e/ou guas servidas .

Automtico de bia: dispositivo instalado no interior deum reservatrio para permitir ofuncionamento automtico da instalaoelevatria entre seus nveis operacionaisextremos.

Barrilete: conjunto de tubulaes que se origina noreservatrio e do qual se derivam as colunasde distribuio.

Caixa de descarga: dispositivo colocado acima,acoplado ou integrado s bacias sanitriasou mictrios, destinados reservao degua para suas limpezas.

Caixa de quebra presso: caixa destinada a reduzir apresso nas colunas de distribuio.

Coluna de distribuio: tubulao derivada do barriletee destinada a alimentar ramais.

Conjunto elevatrio: sistema para elevao de gua(tubulaes, conexes, registros, bombas).

Consumo dirio: valor mdio de gua consumida emum perodo de 24 horas em decorrncia detodos os usos do edifcio no perodo.

Dispositivo antivibratrio: dispositivo instalado emconjuntos elevatrios para reduzir vibraese rudos e evitar sua transmisso.

Extravasor: tubulao destinada a escoar os eventuaisexcessos de gua dos reservatrios e dascaixas de descarga.

Inspeo: qualquer meio de acesso aos reservatrios,equipamentos e tubulaes.

Instalao elevatria: conjunto de tubulaes,equipamentos e dispositivos destinados aelevar a gua para o reservatrio dedistribuio.

Instalao hidropneumtica: conjunto de tubulaes,equipamentos, instalaes elevatrias,reservatrios hidropneumticos edispositivos destinados a manter sob

presso a rede de distribuio predial.

Instalao predial de gua fria: conjunto de tubulaes,equipamentos, reservatrios e dispositivosexistentes a partir do ramal predial,destinado ao abastecimento dos pontos deutilizao de gua do prdio, em quantidadesuficiente, mantendo a qualidade da guafornecida pelo sistema de abastecimento.

Ligao de aparelho sanitrio: tubulao compreendidaentre o ponto de utilizao e o dispositivo deentrada de gua no aparelho sanitrio.

Limitador de vazo:dispositivo utilizado para limitar avazo em uma pea de utilizao.

Nvel operacional: nvel atingido pela gua no interior dacaixa de descarga, quando o dispositivo datorneira de bia se apresenta de descarga ereservatrio.

Nvel de transbordamento: nvel atingido pela gua aoverter pela borda do aparelho sanitrio, ou doextravasor no caso de caixa de descarga ereservatrio.

Quebrador de vcuo: dispositivo destinado a evitar oreflexo por suco da gua nas tubulaes.

Pea de utilizao: dispositivo ligado a um sub-ramalpara permitir a utilizao da gua.

Ponto de utilizao: extremidade de jusante do sub-ramal.

Presso de servio: a presso mxima a que se podesubmeter um tubo, conexo, vlvula, registroou outro dispositivo, quando em uso normal.

Presso total de fechamento: valor mximo de pressoatingido pela gua na seo logo montantede uma pea de utilizao em seguida a seufechamento, equivalente a soma desobrepresso de fechamento com a presso

esttica na seo considerada.

Ramal: tubulao derivada da coluna de distribuioe destinada a alimentar os sub-ramais.

Ramal predial: tubulao compreendida entre a redepblica de abastecimento e a instalaopredial.

Rede predial de distribuio: conjunto de tubulaesconstitudo de barriletes, colunas dedistribuio, ramais e sub-ramais, ou dealguns destes elementos.


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Refluxo: retorno eventual e no previsto de fludos,misturas ou substncias para o sistema dedistribuio predial de gua.

Registro de fecho: registro instalado em umatubulao para permitir a interrupo dapassagem de gua.

Registro de utilizao: registro instalado no sub-ramal,ou no ponto de utilizao, destinado aofechamento ou regulagem da vazo da guaa ser utilizada.

Regulador de vazo: aparelho intercalado em umatubulao para manter constante sua vazo,qualquer que seja a presso a montante.

Reservatrio hidropneumtico: reservatrio para ar egua destinado a manter sobre presso arede de distribuio predial.

Reservatrio inferior: reservatrio intercalado entreo alimentador predial e a instalaoelevatria, destinado a reservar gua e afuncionar como poo de suco dainstalao elevatria.

Reservatrio superior: reservatrio ligado aoalimentador predial ou a tubulao derecalque, destinado a alimentar a redepredial de distribuio.

Retro-sifonagem: refluxo de guas servidas, poludasou contaminadas, para o sistema deconsumo, em decorrncia de pressesnegativas.

Separao atmosfrica: distncia vertical, semobstculos e atravs da atmosfera, entre asada da gua da pea de utilizao e o nvelde transbordamento dos aparelhossanitrios, caixas de descarga ereservatrios.

Sistema de abastecimento: rede pblica ou qualquersistema particular de gua que abastea a

instalao predial.

Sobrepresso de fechamento: maior acrscimo depresso que se verifica na presso estticadurante e logo aps ao fechamento de umapea de utilizao.

Subpresso de abertura: maior decrscimo de pressoque se verifica na presso esttica logo apsa abertura de uma pea de utilizao.

Sub-ramal: tubulao que liga o ramal pea deutilizao ou ligao do aparelho sanitrio.

Torneira de bia: vlvula com bia destinada ainterromper a entrada de gua nosreservatrios e caixas de descarga quando se

atinge o nvel operacional mximo previsto.

Trecho: comprimento de tubulao entre duasderivaes ou entre uma derivao e a ltimaconexo da coluna de distribuio.

Tubo de descarga: tubo que liga a vlvula ou caixa dedescarga bacia sanitria ou mictrio.

Tubo ventilador: tubulao destinada a entrada de arem tubulaes para evitar subpressesnesses condutos.

Tubulao de limpeza: tubulao destinada aoesvaziamento do reservatrio para permitir asua manuteno e limpeza.

Tubulao de Recalque: tubulao compreendida entreo orifcio de sada da bomba e o ponto dedescarga no reservatrio de distribuio.

Tubulao de Suco: tubulao compreendida entre oponto de tomada no reservatrio inferior e oorifcio de entrada da bomba.

Vlvula de descarga: vlvula de acionamentomanual ou automtico, instalada no sub-ramal de alimentao de bacias sanitrias oude mictrios, destinada a permitir a utilizaoda gua para suas limpezas.

Vlvula de escoamento unidirecional: vlvula quepermite o escoamento em uma nicadireo.

Vlvula redutora de presso: vlvula que mantm ajusante uma presso estabelecida, qualquerque seja a presso dinmica a montante.

Vazo de regime: vazo obtida em uma pea deutilizao quando instalada e regulada paraas condies normais de operao.

Volume de descarga: volume que uma vlvula ou caixade descarga deve fornecer para promover aperfeita limpeza de uma bacia sanitria oumictrio.


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3. COMPONENTES DA INSTALAO HIDRULICA PREDIALSegue abaixo dois esquemas ilustrando algumas partes de uma instalao hidrulica predial.


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4. REPRESENTAO GRFICA

Exemplo de Planta Hidrulica

Exemplo de Vistas Hidrulicas


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5. SISTEMAS DE ABASTECIMENTO PREDIALO abastecimento de gua pode ser pblico (concessionria), privado (nascentes, poos etc.) ou misto.De acordo com a existncia ou no de uma separao perfeitamente definida entre a rede pblica e a rede interna daedificao, os sistemas de abastecimento podem ser classificados da seguinte forma:

Sistema Direto Sistema Indireto com Presso Sistema Indireto sem Presso Sistema Hidropneumtico Sistema Misto

5.1 Sistema DiretoA gua provm diretamente da fonte de abastecimento.A distribuio direta normalmente garante gua demelhor qualidade devido taxa de cloro residualexistente na gua e devido inexistncia dereservatrio no prdio.O principal inconveniente da distribuio direta noBrasil a irregularidade no abastecimento pblico e avariao da presso ao longo do dia provocandoproblemas no funcionamento de aparelhos como oschuveiros. O uso de vlvulas de descarga no compatvel com este sistema de distribuio.

5.2 Sistema Indireto com PressoEste sistema dever conter um ou mais reservatriossuperiores no edifcio. Este sistema ocorre sembombeamento da gua. A presso da rede pblica

suficiente para abastecer os reservatrios daedificao. Esta instalao possui a desvantagensquando h irregularidades no abastecimento predial epor isso pouco usual no Rio de Janeiro.

5.3 Sistema Indireto sem Presso utilizados quando a presso da rede pblica insuficiente para levar gua ao reservatrio superior,deve-se ter dois reservatrios: um inferior e outrosuperior. Do reservatrio inferior a gua lanada ao

superior atravs do uso de bombas de recalque (moto-bombas). O sistema de distribuio indireto combombeamento mais utilizado em grandes edifciosonde so necessrios grandes reservatrios deacumulao.


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5.4 Sistema HidropneumticoO sistema hidropneumtico de abastecimento dispensao uso de reservatrio superior, mas sua instalao considerada cara perante as outras, sendorecomendada somente em casos especiais para aliviar

a estrutura ou por recomendao do cliente.

5.5 Sistema MistoO sistema de distribuio misto aquele no qual existe distribuio direta e indireta ao mesmo tempo. Corresponde aosistema mais usual no Rio de Janeiro pois funciona no caso de irregularidades no abastecimento sem ficar dependente

unicamente de um conjunto de recalque (moto-bombas).

5.6 Particularidades em sistema de Edifcios de Grandes AlturasDe acordo com a NBR 5626 nenhuma instalao predial de gua fria, em qualquer ponto, dever ter sua pressoesttica mxima superando os 40 m.c.a. (metros de coluna de gua), ou seja, o nvel mximo do reservatrio superiorno deve ser maior que 40 metros.Para resolvermos este problema, seguimos uma das sugestes abaixo exemplificadas:

(1 Caso) Utilizamos um reservatrio intermedirio noqual deve ter sua diferena de nvel em relao aoreservatrio superior menor que 40 metros.Podem ser utilizados quantos reservatrios foremnecessrios para suprir a altura mxima da edificao.

(2 Caso) Utilizamos vlvulas redutoras de presso(V.R.P.) substituindo os reservatrios intermedirios.

Obs.: Alguns instaladores, em prdios de grandes alturas, utilizam tubos metlicos pesando que os mesmos seriammais resistentes a altas presses. Este conceito est equivocado, pois a NBR 5626 no faz distino sobre qual ouquais materiais devem ser as tubulaes de uma edificao. Tanto o PVC como o ferro devem obedecer a pressomxima esttica de 40 m.c.a. e ambos resistem perfeitamente a esta solicitao.


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6. LIGAO REDE PBLICA

Legenda:1) Distribuidor pblico2) Registro de derivao3) Pescoo de ganso4) Registro de passeio (fecho)

5) Registro de passagem (gaveta)6) Filtro7) Hidrmetro

8) Vlvula de p com crivo9) Conjunto moto-bomba10) Conexo em Y11) Vlvula de reteno

12) Tubulao de suco da bomba13) Extravasor da caixa piezomtrica

14) Limpeza da caixa piezomtrica15) Limite da propriedade16) Tubulao de recalque17) Torneira bia

18) Caixa piezomtrica(200 a 300 litros)

Pena dguaDispositivo limitador de vazo nos ramais prediais. Sendo um estrangulador de seo do tubo, ou seja, um registro comorifcio graduado, resultando em grande perda de carga.Caixa PiezomtricaCorresponde ao dispositivo que tem a finalidade de regular a presso de entrada predial. utilizada quando o nvel dagua da cisterna est a mais de 3,00 metros de profundidade em relao ao nvel do meio fio.A caixa piezomtrica tambm tem a finalidade de impedir o retorno da gua domiciliar ao distribuidor pblico, evitandoassim possveis contaminaes.A CEDAE atualmente est dispensando o uso nas edificaes cujo o nvel de entrada de gua na cisterna seja superior

ao nvel do meio fio da rua.HidrmetroAparelho que efetua a medio de consumo de gua predial. Os hidrmetros devem ser instalados em caixas deproteo de concreto ou alvenaria com portas de madeira ou metal devidamente ventilada. Sua localizao no deverultrapassar o limite mximo de 1,50 metros da testada da edificao.O hidrmetro e sua caixa de proteo podem ser dimensionados segundo a tabela abaixo:

TABELA 00 HIDRMETRO Dimetro Dimenses da Caixade proteo (metros) Porta deProteoVazo (m/h) n de economias Pol mm Tipo Larg Prof. Altura Largura Altura3 a 5 m/h (1 a 5 economias) 20 A 0,75 0,25 0,50 0,60 0,40

7 a 10 m/h (6 a 10 economias) 1 25 B 0,90 0,30 0,50 0,70 0,4020 a 30 m/h (11 a 20 economias) 1 40 C 1,10 0,50 0,60 0,80 0,5050mm (21 a 80 economias) 2 50 D 1,50 0,60 0,80 1,10 0,7080mm (81 a 400 economias) 3 75 E 2,00 0,70 1,00 1,20 0,70100mm (401 a 600 economias) 4 100 F 2,10 0,70 1,00 1,30 0,70150mm (maior que 600 economias) - - G 2,15 0,80 1,00 1,40 0,70

Modelos de colares de tomada dgua Ligao rede com colar de tomada dgua Interior de um hidrmetro


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7. CONSUMO PREDIALA determinao do Consumo predial depender de fatores determinantes na tipologia da edificao ou na atividade nelapraticada.Em geral, para estimar o consumo residencial dirio, recomenda que se considere em cada quarto social acima de 12mocupado por duas pessoas, quarto social abaixo de 9m ocupado por 1 pessoa e cada quarto de servio, por uma

pessoa.Dependendo da regio considera-se uma intermitncia de 2(dois) dias de consumo nos reservatrios inferior e superior.Abaixo segue uma tabela para estimativa de consumo dirio:

TABELA 01TIPOLOGIA DA EDIFICAO UNIDADE CONSUMO(litros/dia)1. SERVIO DOMSTICO

Apartamentos Per capta 200Apartamento de luxo Per capta 300 a 400Apartamento de luxo Por quarto de empregada 200Residncia de luxo Per capta 300 a 400Residncia de mdio valor Per capta 150Residncia popular Per capta 120 a150Alojamentos provisrios de obra Per capta 80Apartamento de porteiro total 600 a 10002. SERVIO PBLICOEdifcio de escritrios Por ocupante 50 a 80Lojas Por pessoa 50 a 80Escolas internatos Per capta 150Escola externatos Por aluno 50Escolas semi-internatos Por aluno 100Hospitais e casas de sade Por leito 250Hotis com cozinha e lavanderia Por hspede 250 a 350Hotis sem cozinha e lavanderia Por hspede 120Lavanderias Por Kg de roupa suja 30Quartis Por soldado 150

Cavalarias Por cavalo 100Restaurantes Por refeio 25Mercados e Supermercados Por m de rea 5Garagens e postos de automveis Por automvel 100

Por caminho 150Rega de jardins Por m de rea 1,5Cinemas e teatros Por lugar 2Igrejas Por lugar 2Ambulatrios Per capta 25Creches Per capta 503. SERVIO INDUSTRIALFbrica (uso pessoal) Por operrio 70 a 80Fbrica com restaurante Por operrio 100

Usinas de leite Por litro de leite 5Matadouros Por animal de grande porte 300Por animal de pequeno porte 150TAXA DE OCUPAO PELA NATUREZA OCUPAO

Prdio de apartamentos Por quarto 2 pessoasPrdio de escritrios deUma s entidade locadora A cada 7 m 1 pessoaMais de uma entidade locadora A cada 5 m 1 pessoaRestaurantes A cada 1,5m 1 pessoaTeatro e cinemas A cada 0,70m 1 cadeiraLojas (pavimento trreo) A cada 2,5m 1 pessoaLojas (pavimento superior) A cada 5m 1 pessoaSupermercados A cada 2,5m 1 pessoaShopping centers A cada 5m 1 pessoaSales de hotis A cada 6m2 1 pessoaMuseus A cada 8m 1 pessoa

Obs. Para piscinas consideramos uma lmina dgua de 2cm por dia.


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7.1 Dimensionamento do Consumo PredialPara o dimensionamento do consumo predial devemos considerar diversos fatores:

a) localizao da edificao e sua finalidade na qual se est procurando determinar a necessidade deabastecimento

b) nmero de usurios (residentes e provisrios). No caso de residncias , Creder (1995) recomenda que seconsidere cada quarto social ocupado por duas pessoas e cada quarto de servio, por uma pessoa.

c) rea de estacionamento

d) rea de jardime) reserva tcnica de incndioSegundo o COSCIP (Cdigo de Segurana Contra Incndio e Pnico Decreto 897 de 21/09/1976):RTI = 6.000 litros + 500 litros por hidrante excedente de 4(quatro)No caso de indstrias e estabelecimentos comerciais de grande porte a RTI mnima de 30.000 litros.

Para estimativas podemos adotar tambm 15% a 20% do consumo dirio.

f) rea de recreao (piscina, sauna, vestirios e etc.)Alguns autores estabelecem para piscinas um consumo de 2cm por m de lmina dgua.

g) condies de abastecimento das concessionriasDependendo da regio se faz necessrio, pelo menos, estabelecer como fator de intermitncia o perodo de2(dois) dias de consumo nos reservatrios (inferior e superior).

8. RESERVATRIOSA NBR 5626 estabelece algumas prescries a serem adotadas quanto ao dimensionamento e execuo de

reservatrios (superiores e inferiores), dentre elas, temos:

a) quando o reservatrio for dividido em superior e inferior, esta relao dever ter a seguinte distribuio:para o reservatrio inferior, (3/5) ou 60% do volume totalpara o reservatrio superior,(2/5) ou 40% do volume total

b) quando a capacidade do reservatrio (superior ou inferior) for maior do que 4.000 litros, ele dever serdividido em duas cmaras iguais cada um, comunicantes entre si, provido de registros de manobra (tipogaveta), para facilidade na limpeza e manuteno de qualquer das cmaras.

c) o reservatrio inferior deve conter uma canalizao de suco para gua limpa com o crivo, pelo menos, a10cm do fundo, evitando que a suco revolva os elementos sedimentados em seu fundo.

d) as visitas de acesso aos reservatrios devero possuir dimenso mnima (lado) de 60cm

e) a lmina dgua dos reservatrios dever ter um espao livre at a tampa de no mnimo 20cm

f) quando a visita do reservatrio estiver no nvel do piso, no qual seja possvel a presena de guas delavagens, esta visita dever estar no mnimo a 10cm de altura do piso acabado com utilizao de tampa defechamento hermtico.

g) no permitido a passagem de canalizaes de esgoto sanitrio sobre o reservatrio de gua,principalmente sobre a tampa.

h) recomenda-se o chanfro ou arredondamento dos cantos do reservatrio, tanto nas paredes verticais como nalaje de fundo.

i) os reservatrios superiores devem ser elevados, no mnimo 80cm da laje para facilidade no acesso dobarrilete e canalizaes de limpeza.

j) para o dimensionamento dos reservatrio podemos utilizar a tabela de consumo predial.


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8.1 Detalhes dos Reservatrios


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9. SISTEMA DE BOMBAS HIDRULICAS

BOMBA AUTO-ESCORVANTE

BOMBA VERTICAL (VAS)

BOMBA P/ HIDROMASSAGEM BOMBA AUTO-ASPIRANTE BOMBA CENTRFUGA


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10. TUBULAES DE RECALQUE E SUCO10.1 Dimensionamento pelo mtodo de ForchheimerA norma brasileira (NBR-5626) estabelece a capacidade mnima das bombas de 15% do consumo dirio. Como prtica,podemos adotar 20%, o que define um funcionamento de aproximadamente 5 horas da bomba para recalcar o todo o

consumo dirio.Como mtodo prtico, podemos utilizar a tabela abaixo para o dimensionamento da tubulao de recalque.

Tabela prtica para dimensionamento da bombaTABELA 02 Baseada no baco (Forchheimer) de funcionamento dirio da bombaHORAS DE FUNCIONAMENTO DIRIO DA BOMBAVazo

m3 / h 1 2 3 4 5 6 7 8VazoI / s

01 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 0,302 3/4" 3/4" 3/4" 1" 1" 1" 1" 1" 0,403 3/4" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 0,504 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 0,605 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 0,706 1" 1" 1" 1" 1" 2" 2" 2" 0,8

07 1" 1" 1" 1" 2" 2" 2" 2" 0,908 1" 1" 1" 2" 2" 2" 2" 2" 1,009 1" 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 1,510 1" 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2,011 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 3,012 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 3,313 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 3,514 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 3" 3,815 2" 2" 2" 2" 2" 2" 3" 3" 4,1

Frmula de ForchheimerD = dimetro, em metrosQ = vazo, em m por segundoX = horas de funcionamento dividido por 24 horas

Para o dimensionamento da tubulao de suco podemos utilizar o mtodo prtico, que compreende na utilizao deum dimetro (bitola) comercial imediatamente acima do dimetro especificado para a tubulao de recalque.

Exerccio de AplicaoDimensionar as tubulaes de recalque e suco pelo mtodo de Forchheimer para uma edificao com 3 pavimentos,sendo 2 apartamentos por andar com 3 quartos (1 sute de 12,00m , 1 de 9,00m e 1 quarto de servio).

Cada apartamento: 2 pessoas x 1 quarto 12,0m = 2 pessoas1 pessoa x 1 quartos 9,0m = 1 pessoas1 pessoa x 1 quarto de servio = 1 pessoa Total = 4 pessoas

Para acharmos o n total de contribuio:4 pessoas por apartamento x 2 apartamentos por andar x 3 andares = 24 contribuintesAplicamos a tabela && para acharmos o consumo total:24 contribuintes x 200 litros por contribuinte = 4800 litros x 2 dias de intermitncia = 9.600 litrosConsumo total = 9.600 litrosConsiderando que a bomba deve ter um rendimento de 20% do consumo dirio (na prtica adotamoso perodo de 5 horas para recalcar o consumo dirio).

Temos: 9600 litros / 5 horas = 1920 litros/hora1920 l/h = 1,92 m / h = 1,92 m / 3600 segundos = 0,0005333 m/s

Aplicamos, .: D = 1,3 x 0,0005333 x 4(5/24)

D = 1,3 x 0,02309 x 0,675 .: D = 0,020 , ou seja , 20 mm

Poderamos usar: no recalque uma tubulao de 20mm (3/4)(mtodo prtico) na suco uma tubulao comercial acima do recalque, 25mm (1)escolha de uma bomba para uma instalao predial


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10.2 Altura ManomtricaPara determinarmos uma potncia (N) de um motor de uma bomba hidrulica, precisamos encontrar a alturamanomtrica correspondente instalao.A altura manomtrica corresponde a altura geomtrica de elevao mais as perdas de cargas nominais e localizadas nasuco e no recalque.Para compreendermos melhor, observamos a ilustrao abaixo.


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Determinao da altura manomtrica total de uma instalao predialPara o exerccio, utilizaremos o esquema da figura && .

Passo a passo:

1 Passo) Determinar a altura geomtrica totalHG = 15,00 metros

2 Passo) Determinar o comprimento real da tubulao no recalqueL real recalque= 3,00 + 0,50 + 2,50 + 10,00 + 2,50 .: L real recalque= 18,50 m

3 Passo) Quantificar peas e atravs da tabela de equivalncia, determinar seus respectivos comprimentos (norecalque)Qtd. Peas Equivalncia4 joelhos 90 25mm 1,50 x 4 = 6,00m1 vlvula de reteno 25mm 2,80m1 t de passagem direta 25mm 0,90m

2 registros de gaveta abertos 25mm 0,30 x 2 = 0,60m

Soma das equivalncias = 6,00 + 2,80 + 0,90 + 0,60 .: L eq. recalque = 10,30 m

4 Passo) Utilizando o baco de Fair-Whipple-Hsiao,= 25mm e Q= 0,4 l/s Obtemos: velocidade = 0,8 m/s J(perda de carga unitria) = 0,039 m/m

5 Passo) hr = (Lreal+Leq) x Jrecalquehr = (18,50 + 10,30) x 0,039hr = 28,80 x 0,039hr = 1,12 m

6 Passo) Determinar o comprimento real da tubulao na sucoL real suco= 0,50 + 1,00 + 1,50 .: L real suco= 3,00 m

7 Passo) Quantificar peas e atravs da tabela de equivalncia, determinar seus respectivos comprimentos (nasuco)Peas Equivalncia3 joelhos 90 32mm 2,00 x 3 = 6,00m1 vlvula p c/ crivo 32mm 15,50 m1 registro de gaveta aberto 32mm 0,40m

Soma das equivalncias = 6,00 + 15,50 + 0,40 L eq. suco = 21,90 m

8 Passo) Utilizando o baco de Fair-Whipple-Hsiao,= 32mm e Q= 0,40 l/s Obtemos: velocidade = 0,5m/s J(perda de carga unitria) = 0,013 m/m

9 Passo) Calcula-se a altura representativa da velocidade na suco:hsuc. = vo / 2g = 0,5 / 2x9,81 = 0,25 / 19,62 = 0,013m

10 Passo) hs = ((Lreal+Leq) x Jsuco ) + hsuc.hs = ((3,00 + 21,90) x 0,013) + 0,013hs = (24,90 x 0,013) + 0,013hs = 0,32 + 0,013

hs = 0,33m

11 Passo) Determinar a altura manomtrica totalHman = HG + hr + hsHman = 15,00 + 1,12 + 0,33Hman = 16,45 metros

A altura manomtrica total (Hman) na instalao 16,45 metros.


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10.3 Clculo da potncia motriz (N)Se no tivermos os catlogos de fabricantes para uma escolha criteriosa da bomba a ser utilizada na instalao,podemos calcular a potncia de forma aproximada, arbitrando um valor para o rendimento da mesma.Assim, supondo um rendimento h=0,50, a potncia do motor que acionar a bomba ser de:

Onde,N = Potncia motriz , em cavalos (cv)Q = Vazo , em m por segundoHman = Altura manomtrica, em metrosh = rendimento

N = (1000 x 0,0004 x 16,45) / ( 75 x 0,50) .: N = 6,58/37,5 .: N = 0,18 cvPoderemos utilizar uma bomba com valor comercial de 1/2cv.

Tabela de Seleo do FabricanteNo exemplo abaixo temos uma tabela de seleo de bombas centrfugas da srie CAM da Dancor.Para encontrarmos o modelo desejado, entramos com a altura manomtrica (obtida atravs do procedimento de clculomostrado na etapa anterior) na linha superior da tabela e na coluna correspondente procuramos o valor da vazo de

projeto imediatamente acima do valor encontrado no clculo.Observamos tambm as colunas de suco e recalque, obtidas atravs do mtodo de Forchheimer.

TABELA 03


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10.4 Termos Hidrulicos para conjunto moto-bomba1) Nvel dinmico: distncia vertical entre a bomba e o nvel rebaixado.

2) Perda de carga na suco: altura devido s perdas relativas resistncia oposta ao lquido paraentrar na tubulao e peas na suco.

3) Rebaixamento do nvel: distncia vertical entre o nvel esttico e o nvel resultante quando hbombeamento. Este rebaixamento depende da capacidade doreservatrio e da vazo requerida para o bombeamento.

4) Nvel esttico: a distncia vertical da bomba ao nvel esttico da gua sembombeamento.

5) Altura gua-gua: distncia vertical entre o nvel dinmico e o nvel de descarga.

6) Perda de carga no recalque: altura devido s perdas relativas resistncia na tubulao e peasno recalque.

7) Altura esttica do reservatrio superior:altura vertical ou presso requerida para a elevao da gua a contarda tubulao de recalque da bomba.

8) Altura manomtrica no recalque: a soma total das alturas necessrias elevao da gua no recalque.

9) Altura manomtrica total: distncia vertical total entre o nvel dinmico e o nvel de descarga,incluindo as perdas de carga e os desnveis.

10) Altura manomtrica na suco: a soma total das alturas necessrias elevao da gua na suco.

11) Comprimento total na suco: distncia total entre a bomba ao fundo do ralo, injetor ou vlvula dep.

12) Colocao: distncia da bomba parte superior do ralo, injetor ou vlvula de p.

13) Submergncia: distncia vertical do nvel dinmico parte superior do ralo, injetor ouvlvula de p.

Vazo: quantidade de lquido bombeado em um determinado tempo: litro/segundo, litro/minuto e m3/h.


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11. TABELAS E BACOS11.1 BACO PARA ENCANAMENTOS DE COBRE E PVCFrmula de Fair-Whipple-Hsiao


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11.2 BACO DE VAZES EM FUNO DOS PESOS


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Faculdade de Arqui pgina 23tetura e Urbanismo Departamento de Tecnologia da Construo UFRJ

11.3 TABELA DE PERDA DE CARGA LOCALIZADA (tabela 05)Equivalncia em metros de tubulao de PVC ou cobre


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11.4 TABELA DAS SEES EQUIVALENTES (tabela 06) em polegadas 1 / 2 3 / 4 1 1 1 2 2 3 4

em milmetros (nominal) 15 20 25 32 40 50 60 75 100N0 de tubos de com

a mesma capacidade1 2,9 6,2 10,9 17,4 37,8 65,5 110,5 189

11.5 TABELA DE DIMETROS MNIMOS DOS SUB-RAMAIS (tabela 07)Peas deutilizao Dimetro Peas deutilizao Dimetro Peas deutilizao Dimetro(mm) (pol.) (mm) (pol.) (mm) (pol.)

Aquecedorbaixa presso 20 3/4 Banheira 15 1/2 Lavatrio 15 1/2Aquecedoralta presso 15 1/2 Bebedouro 15 1/2

Mquina de lavarprato ou roupa 20 3/4

Bacia comCaixa de descarga 15 1/2

Bid / Duchinha15 1/2

Mictrioauto-aspirante 25 1

Bacia c/ vlvuladescarga 32 1 Chuveiro 15 1/2

Mictrio descargacontnua 15 1/2

Pia de despejo20 3/4

Pia de cozinha15 1/2

Tanque delavar roupa 20 3/4

11.6 VAZO E PESO DAS PEAS DOS SUB-RAMAIS (tabela 08)Louas sanitrias ( l / s) PesoBacia sanitria c/ Vlvula de Descarga 1,90 40,0Bacia sanitria c/ Caixa de Descarga 0,15 0,30Banheira 0,30 1,0Bebedouro 0,05 0,1Bid 0,10 0,1Chuveiro 0,20 0,5Lavatrio 0,20 0,5Mquina de Lavar Prato/Roupa 0,30 1,0Mictrio auto-aspirante 0,50 2,8Mictrio descarga contnua 0,05 0,2Mictrio de descarga descontnua 0,15 0,3Pia de despejo 0,30 1,0Pia de cozinha 0,25 0,7Tanque de lavar roupa 0,30 1,0

11.7 PROBABILIDADE DE USO (tabela 09)Nmero deaparelhos Comuns( % ) Vlvulas( % )2 100 1003 80 65

4 68 505 62 426 58 387 56 358 53 319 51 29

10 50 2720 42 16

11.8 VAZO E PESO DAS TUBULAES (tabela 10)( )dimetro Vazo( l / s ) Peso ( )dimetro Vazo( l / s ) Peso3/4 0,56 3,50 2 6,29 4401 1,16 15,0 2 1/2 11,22 1.4001 1/4 2,00 44,0 3 17,74 3.5001 1/2 3,07 105,0 4 32,86 12000


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12. BARRILETEChama-se de BARRILETE a tubulao que interliga as duas metades da caixa dgua e de onde partem as colunas degua que abastecem os ramais. Podem ser de dois tipos: ramificado ou concentrado.

Barrilete Ramificado Barrilete Concentrado ou Unificado

12.1 Dimensionamento do BarrileteO dimensionamento do barrilete pode ser feito por dois mtodos:

Mtodo de HUNTER:Fixa-se a perda de carga em 8% e calcula-se a vazo como se cada metade da caixa atendesse metade das colunas. Conhecendo-se J e Q, calcula-se pelo baco de FAIR-WHIPLE-HSIAO o dimetro.

Mtodo das SEES EQUIVALENTES:Considera-se o dimetro encontrado para as colunas, de modo que metade das colunas seja atendidapela metade da caixa.

O dimensionamento do barrilete feito verificando-se a condio da perda de carga.Estabelecendo a condio que fixa a perda de carga mxima em 0,08 (8%), devemos considerar que o barrilete deve ser

calculado de forma que metade do reservatrio atenda a metade das colunas.Utilizando o baco de Fair-Whipple-Hsiao com os parmetros j conhecidos, J (perda de carga) e Q (vazo), encontramoso dimetro desejado.

Observamos o esquema de um barrilete ramificado:


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Passo a passo:1- Fixa-se a perda de carga em 8%, ou seja,

J=0,08m (8m/100m)

2- Soma-se os pesos de todas as colunasalimentadas pelo barrilete:Coluna 1 ( P = 100)Coluna 2 ( P = 50)Coluna 3 ( P = 80)Coluna 4 ( P = 90)Soma total dos pesos= 320

3- Para o clculo vamos considerar apenas ametade dos pesos das colunas, 160.

4- Calcula-se a vazo :Q = 0,3PQ = 3,80 l/s

5- Utilizando o baco de Fair-Whipple-Hsiaocom os parmetros acima (J=0,08 eQ=3,80l/s)Utilizamos o dimetro comercialimediatamente a acima do valorencontrado.

D= 2(50mm)

13. SUB-RAMAIS, RAMAIS E COLUNASSub RamaisSo as tubulaes que fazem as ligaes dos aparelhos. So dimensionadas de acordo com a tabela 07Ramais de DistribuioSo as tubulaes que partem das colunas de distribuio e alimentam as ligaes dos aparelhos (sub ramais).Podem ser dimensionados pelo consumo mximo possvel ou pelo consumo mximo provvel.Colunas de DistribuioSo tubulaes verticais que partem do Barrilete e delas saem os ramais de distribuio. Deve-se evitar colocar em umamesma coluna vlvulas de descarga com aquecedores e outras peas. As colunas so dimensionadas trecho a trecho epara isso necessrio dispor de um esquema vertical da instalao com todas as derivaes e seus respectivoscomprimentos.

13.1 DIMENSIONAMENTO DO RAMAIS PELO CONSUMO MXIMO POSSVELO termo consumo mximo possvel significa que todas as peas dos sub-ramais devero entrar em funcionamentosimultaneamente, esta situao s acontece em determinadas edificaes onde existem picos de uso emdeterminados horrios (quartis, internatos, escolas, estdios, vestirios e etc.).

Esta situao pode ser resolvida conhecendo-se a relao entre os dimetros comerciais das tubulaes. A tabela 6mostra a relao entre a menor tubulao existente de PVC e as demais tubulaes do mesmo fabricante.

Exemplo:Dimensionar o ramal pelo mtodo do consumo mximo possvel:

Pela tabela 6 :Lavatrio = 1 seo equivalente a

Torneira de = 2,9 sees equivalentes a Ducha Higinica = 1 seo equivalente a

Total = 4,9 (


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Dimensionamento do Ramal pelo Mtodo do Consumo Mximo PossvelPasso a passo:

1- Definio dos pontos de sada de gua dosaparelhos

2- Desenho do ramal e sub-ramais at a suafonte de alimentao, no caso uma coluna.

3- Consideramos a descarga acumulada dosaparelhos definindo trechos (A,B,C, etc.) dofim para o comeo, usando a tabela 7 paradefinio das bitolas dos sub-ramais.

Trecho A: Atende apenas ao chuveiro (1/2= 1)Total = 1 .: pela tab. 6

Trecho B: Atende ao chuveiro (1/2= 1) e aosanitrio (1/2= 1)

Total = 2 .: pela tab. 6

Trecho C: Atende ao chuveiro (1/2= 1), aosanitrio (1/2= 1) e ao lavatrio(1/2= 1)Total = 3 .: 1 pela tab. 6

Trecho D: Atende ao chuveiro (1/2= 1), ao sanitrio(1/2= 1) , aolavatrio (1/2= 1) e a mquina de lavar( = 2,9) Total = 5,9 .: 1 pela tab. 6

Trecho E: Atende ao chuveiro (1/2= 1), ao sanitrio(1/2= 1) , aolavatrio (1/2= 1) ,a mquina de lavar ( = 2,9) e aotanque (3/4 = 2,9)Total =8,8 .:1 pela tab. 6

Por questo de economia com redues podemos adotar para todo o ramal a partir do trecho D a bitola de 1.

13.2 DIMENSIONAMENTO DO RAMAIS PELO CONSUMO MXIMO PROVVELEste dimensionamento parte de um princpio bastante razovel que nem todos os aparelhos estejam em uso ao mesmotempo. Como exemplo podemos observar o funcionamento de um banheiro residencial ( um sanitrio, uma duchahiginica, um lavatrio , uma banheira e um chuveiro ), de imediato podemos considerar o uso simultneo de duaspeas, um lavatrio pode estar sendo usado enquanto a banheira esta enchendo, ou outra combinao de 2 aparelhosquaisquer.Consideramos agora o uso de 3 aparelhos neste mesmo banheiro. Pela lgica, podemos dizer que esta situao tem

possibilidade de ocorrncia muito menor que a primeira.Na prtica encontramos vrios compartimentos sanitrios ou de grande quantidade de aparelhos sendo abastecido porum mesmo ramal. Este problema de CLCULO DAS PROBABILIDADES foi estudado pela primeira vez por Roy B. Hunter.A tabela 9 baseia-se nesse mtodo, envolvendo probabilidades e estatsticas, no qual a possibilidade de uso diminuicom o aumento do nmero dos aparelhos

Ao analisar a probabilidade de uso dos aparelhos, Hunter estabeleceu valores referindo-se a vazo em determinado tipode instalao, durao e freqncia de uso de cada pea. Esses valores foram denominados de PSOS, e sorepresentados por valores absolutos. (Tabela 8)A vazo aproximada obtida em funo da soma dos pesos dada por :

Onde, Q = litros / segundo


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Dimensionamento do Ramal pelo Mtodo do Consumo Mximo ProvvelSeguindo o mesmo exemplo anterior, utilizaremos o mtodo das probabilidades.

Passo a passo:1- Definio dos pontos de sada de gua dos aparelhos.2- Desenho do ramal e sub-ramais at a sua fonte de alimentao, no caso uma coluna.3- Consideramos a descarga acumulada dos aparelhos definindo trechos (A,B,C, etc.) do fim para o comeo,

usando a tabela 7 para definio das bitolas dos sub-ramais.4- Determinamos o peso especfico de cada pea pela tabela 8

Trecho AO trecho A s alimenta o chuveiro de , portanto o dimetro desse trecho ser de

Trecho BO trecho B possui 2 peas: o chuveiro e o sanitrio de caixa acoplada.Na tabela 8, obtemos:

Chuveiro ........................... Peso = 0,5Sanitrio cx.Acoplada........... Peso = 0,3

Soma dos pesos = 0,8Q= 0,30,8 .: Q= 0,27 l/s

Modo de usar o baco de Fair-Whipple-Hsiao:

1- Marcamos a bitola que desejamos consultar comoprovvel para o trecho em questo.

2- Marcamos a vazo encontrada na frmula acima.3- Observamos o limite mximo da velocidade para o

trecho segundo a NBR-5626. A velocidade no deveexceder 2,5m/s ou 14D, ou seja, para uma bitola de, no mximo 1,6m/s.Caso o obtido esteja dentro do prescrito na norma,utilizamos a bitola para o trecho.Se a velocidade exceder o limite (ponto 3),remarcamos o dimetro(ponto 1) para um comercialacima do anterior e procedemos novamente com achecagem da velocidade, at encontrarmos a bitolaadequada.Para o trecho B utilizaremos a bitola de .

Trecho CRepetimos o processo descrito no trecho B.Na tabela obtemos:

Chuveiro ........................... Peso = 0,5Sanitrio cx.Acoplada .......... Peso = 0,3Lavatrio........................... Peso = 0,5

Soma dos pesos = 1,3 .: Q= 0,31,3 .: Q= 0,34 l/sAo utilizarmos o baco de Fair-Whipple-Hsiao encontramos o dimetro de

Trecho DNa tabela obtemos:

Chuveiro ........................... Peso = 0,5Sanitrio cx.Acoplada........... Peso = 0,3Lavatrio........................... Peso = 0,5Mquina de Lavar Roupa....... Peso = 1,0 Soma dos pesos = 2,3 .: Q= 0,32,3 .: Q= 0,45 l/sAo utilizarmos o baco de Fair-Whipple-Hsiao encontramos o dimetro de

Trecho ENa tabela obtemos:

Chuveiro ........................... Peso = 0,5Sanitrio cx.Acoplada .......... Peso = 0,3Lavatrio........................... Peso = 0,5Mquina de Lavar Roupa....... Peso = 1,0Tanque.............................. Peso = 1,0 Soma dos pesos = 3,3 .: Q= 0,33,3 .: Q= 0,54 l/sAo utilizarmos o baco de Fair-Whipple-Hsiao encontramos o dimetro de


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Ao analisarmos os dois mtodos, vemos que o mtodo do consumo mximo provvel muito mais econmico que omtodo do consumo mximo possvel. Isso define a importncia da escolha certa de um mtodo de clculo para aatividade desejada.

O segundo mtodo, por exemplo, pode ser ineficaz caso seja empregado em um quartel, onde todas as peas dobanheiro entram em funcionamento simultaneamente, o que provocaria um colapso no abastecimento do ramal.

O projetista dever avaliar com critrio a escolha do mtodo a ser aplicado, para evitar problemas de sub-dimensionamento ou at mesmo de gastos excessivos na instalao.

13.3 DIMENSIONAMENTO DAS COLUNAS (Mtodo de Hunter)No dimensionamento das colunas vamos aplicar um exemplo como roteiro. Em um prdio de 5 pavimentosconsideramos na soma dos pesos de cada ramal o valor 44,1, ou seja:

Em cada pavimento teremos:

Sanitrio com vlvula P = 40,0Lavatrio P = 0,5Ducha higinica P = 0,1

Chuveiro P = 0,5Banheira P = 1,02 Pias de cozinha P = 2,0

Soma dos Pesos P = 44,1

Aplicando a frmula Q = 0,3PQ = 0,3 44,1Q = 1,99 l/s

Aplicando:

-1 pavimentoP = 44,1 .: Q = 1,99 l/sNo baco obtemos, 1



-4 pavimento

P = 176,4 .: Q = 3,98 l/sNo baco obtemos, 2


Para o topo das colunas convm adotar como dimetro aqueledeterminado pelo clculo do barrilete.


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14. ALTURA DOS PONTOS DE UTILIZAO

15. DETALHAMENTO E MONTAGEM DAS PEAS DE UTILIZAO


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PROCEDIMENTO DE CLCULO DA PRESSO NO PONTO DESFAVORVEL

Coluna Pvto. Trecho Pesos Vazo(litros/s)

Dimetro(mm)

Velocidade(m/s)

Comprimento (m) Perda decarga

Presso(mca/m)

Simples Acum. Real Equiv. Total Unit. Total(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14)

Procedimento de clculo:Coluna(1): Indica-se a coluna que est sendo dimensionada;Coluna(2): Indica-se os pavimentos (do ltimo ao primeiro);Coluna (3): Indica-se o trecho que est sendo dimensionado;Coluna (4): Indica-se o peso de cada banheiro (obtido da Tabela 8);Coluna (5): a soma acumulada dos pesos nos diversos trechos de baixo para cima;Coluna (6): Em funo do somatrio dos pesos em cada trecho, determina-se a vazo correspondente atravs da equao do item

13.2 ou do baco do item 11.2Coluna (7): Em funo do somatrio dos pesos em cada trecho, determina-se o dimetro correspondente atravs do baco do item

11.2;Coluna (8): Em funo da vazo e do dimetro de cada trecho, determina-se a velocidade correspondente atravs do baco do item

11.1 (Fair-Whipple-Hsiao);Coluna (9): Indica-se o comprimento de cada trecho da tubulao (dado de projeto);

Coluna (10): Indica-se o comprimento equivalente das conexes em cada trecho (obtido da Tabela 5);Coluna (11): a soma das colunas 9 e 10;Coluna (12): Em funo da vazo e do dimetro de cada trecho, determina-se a perda de carga correspondente atravs do baco do

item 11.1 (Fair-Whipple-Hsiao);Coluna (13): a multiplicao dos valores das colunas 11 e 12;Coluna (14): a presso disponvel no trecho mais o desnvel entre o incio e o final do trecho menos a perda de carga no trecho.

Assim:No oitavo pavimento teremos 0 + 4 0,533 = 3,467 mca0 a presso no fundo do reservatrio superior quando vazio (mca);4 a diferena de nvel entre o fundo do reservatrio e o ponto 1 (mca);0,533 a perda de carga no trecho (mca);3,467 a presso no ponto 1 (mca).No stimo pavimento teremos 3,467 + 3 0,648 = 5,819 mca3,467 a presso no ponto 1 (mca);

3 a diferena de nvel entre os pontos 1 e 2 (mca);0,648 a perda de carga no trecho 1-2 (mca);5,819 a presso no ponto 2 (mca).


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Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Departamento de Tecnologia da Construo UFRJ

HIDRULICAGUA QUENTE


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NDICE17. INSTALAES DE GUA QUENTE............................ ..................... ..................... ...................... 38

17.1 Generalidades ......................... ...................... ...................... ....................... ............... 3817.2 Tabela de Estimativa de Consumo de gua Quente ....................................... .... 3817.3 Consumo em funo do uso ........................ ...................... ..................... ................ 3817.4 Materiais............................. ..................... ....................... ..................... ....................... 39

17.5 Isolamento Trmico ...................... ..................... ...................... ...................... .......... 4017.6 Dilatao ...................... ....................... ....................... ..................... ..................... ..... 40

18. SISTEMAS DE AQUECIMENTO................................. ....................... ..................... .................... 4018.1 Aquecedor Individual (Eltrico ou Gs) ...................... .................... ................... 4018.2 Aquecedor de Acumulao (Eltrico ou Gs) Boiler .......................... .......... 4118.3 Aquecedor Solar ...................... ........................ ....................... ...................... ............ 42

19. SISTEMAS DE DISTRIBUIO DE GUA QUENTE.......................... ....................... ................ 4320. PRINCPIOS DE FUNCIONAMENTO DE GUA QUENTE........................... ..................... ........ 44

20.1 Funcionamento por Termo-Sifo.......................... ..................... ..................... ........ 4420.2 Funcionamento por Circulao Forada........................ ..................... ..................... 44


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17. INSTALAES DE GUA QUENTE17.1 GeneralidadesAs instalaes de gua quente destinam-se a banhos, higiene, utilizao em cozinhas, lavagem de roupas e afinalidades mdicas ou industriais.

A norma NBR-7198/82 regulamenta os procedimentos de projeto e execuo de instalaes de gua quente.As temperaturas mais usuais so:Em uso pessoal em banhos ou para higiene ............................................................... 35 a 50 CEm cozinhas (dissoluo de gorduras) ......................................................................... 60 a 70 CEm lavanderias ............................................................................................................... 75 a 85 CEm finalidades mdicas (esterilizao) ........................................................................ acima de 100C

O abastecimento de gua quente realizado em tubulaes independentes da gua fria e se apresenta basicamenteem trs sistemas:

1- aquecimento individual ou local:A gua fria retirada das colunas de abastecimento e entra em contato com uma fonte de produode calor individual. Normalmente localizam-se em banheiros, cozinhas ou reas de servio. Atendema poucos aparelhos. O aquecedores podem ser instantneos ou de passagem.

2- aquecimento central privado (domiciliar)De instalao geral central para uma unidade residencial partem todas as tubulaes de gua quente

que iro abastecer os diversos pontos de utilizao. Os aquecedores so de acumulao.3- aquecimento central da edificao.

De uma instalao geral central para um edifcio, partem todas as colunas de abastecimento de guaquente para as diversas unidades residenciais.

17.2 Tabela 17.2 ESTIMATIVA DE CONSUMO DE GUA QUENTEA tabela a seguir indica o consumo de gua quente por tipo de edificao em funo do uso.ESTIMATIVA DE CONSUMO DE GUA QUENTETIPO DE EDIFICAO CONSUMO EM litros / dia

Alojamento provisrio de obra 24 por pessoa

Casa popular ou rural 36 por pessoa

Residncia 45 por pessoa

Apartamento 60 por pessoa

Quartel 45 por pessoa

Escola (internato) 45 por pessoa

Hotel (sem incluir lavanderia e cozinha) 36 por hspede

Hospital 125 por leito

Restaurantes e similares 12 por refeio

Lavanderia 15 por kg de roupa seca

17.3 Tabela 17.3 CONSUMO EM FUNO DO USOTipo de edifcio Consumo dirio 60 C Consumo nashoras de pico(l/h) Durao dopico (horas)

Capacidade doreservatrioem funo doCD

Capacidadehorria deaquecimentoem funo doCDResidnciasApartamentosHotis 50 l / pessoa /dia 1/7 4 1/5 1/7Edifcios deescritrios 2,5 l / pessoa /dia 1/5 2 1/5 1/6

Fbricas 6,3 l / pessoa /dia 1/3 1 2/5 1/8Restaurantes3 classe

2 classe1 classeLitros / pessoa

1,9

3,25,6

1/10 1/10


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17.4 MateriaisA tubulao de gua quente pode ser feita com trs materiais, ou uma combinao destes: cobre, ferro galvanizado,CPVC e polipropileno. A escolha depender de alguns fatores, como: custo, vida til, coeficiente de dilatao, limite detemperatura, condutividade trmica, mo-de-obra.

17.4.1. O COBRE:-Custo bastante elevado na aquisio e execuo.

-Vida til muito longa.-Limite de temperatura acima do mnimo normalmente exigido.-Apresenta alta condutividade trmica, exigindo um bom isolamento trmico.-Seu coeficiente de dilatao tambm alto = 0,000017m/C.-As juntas so soldadas com solda de estanho e chumbo, exigindo mo-de-obraespecializada.

17.4.2. O FERRO:-Apresenta custo bastante elevado, embora menor que o do cobre.-Vida curta, se comparada com a vida til da edificao, devido s incrustaes e corroso. .-Limite de temperatura acima do mnimo normalmente exigido.

-Apresenta alta condutividade trmica, exigindo um bom isolamento trmico.-Seu coeficiente de dilatao tambm alto = 0,000012m/C. As juntas sorosqueadas, exigindo mo-de-obra especializada.

17.4.3. O CPVC:-O Policloreto de Vinila Clorado um termoplstico semelhante ao PVC, porm compercentual maior de cloro.- o de menor custo.-Apresenta vida til longa, baixo coeficiente de dilatao, baixa condutividade trmica,dispensando inclusive o isolamento trmico.-As juntas so soldveis, exigindo mo-de-obra treinada, pois so necessrios algunscuidados, como: indispensvel o uso de primer antes do adesivo e no devem serlixadas as superfcies a serem soldadas.-A principal limitao do CPVC o limite de temperatura, que de 80C. Este fato exige a

instalao de uma termo-vlvula. Esta termo-vlvula deve impedir que a gua quenteultrapasse a temperatura de 80C, atravs da mistura com gua fria. Ela deve serinstalada entre o aquecedor e a tubulao de gua quente. Sua vida til deaproximadamente 3 anos.

17.4.4. O POLIPROPILENO:O polipropileno uma resina cujo principal componente o petrleo. Por suaversatilidade apresenta vrias aplicaes, e dentre elas se destaca o uso nasinstalaes de gua quente. Apresenta coeficiente de dilatao trmica aproximadade 10 x 10-5 cm/cm C. Sua instalao relativamente fcil, sendo as conexes eemendas soldadas por termofuso.

17.4.5. O POLIPROPILENO RETICULADO (PEX):O polietileno uma resina termoplstica muito utilizada eminstalaes de gesso acartonado. utilizado conduzindo-se o tubodentro de um outro tubo guia, tanto para instalao de gua friaquanto de gua quente. Como caracterstica podem ser citadas aflexibilidade, ausncia de fissuras por fadiga e vida til prolongada.Apresenta tambm boa resistncia temperatura (bibliografiasindicam cerca de 95 C).

Fonte da imagem: www.dbgraus.com.br


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17.5 Isolamento TrmicoA tubulao de gua quente deve ser totalmente isolada contra perda de calor. Os isolantes mais conhecidos so:

a) Calhas de isopor, de l de vidro, de cortia.b) Polietileno Expandidob) Massa de amianto e cal.c) Argamassa de areia, cal e vermiculite.

Observaes importantes: Na tubulao embutida nunca usar cimento, para que a

tubulao fique livre para as dilataes trmicas. Nas tubulaes no embutidas usar meias-canas para envolver o

cano. Nas tubulaes expostas s intempries usar, sobre o isolamento

trmico, uma lmina de alumnio, para impedir a entra de gua. Na tubulao em canaleta sujeita umidade, proteger o isolante

trmico com camada de massa asfltica ou outroimpermeabilizante.

17.6 Dilataoa) Deve-se evitar a aderncia da tubulao com a estrutura.b) A tubulao deve poder se expandir livremente.c) Em trechos longos e retilneos deve-se usar cavaletes, liras ou juntas de dilataoespeciais que permitem a dilatao.

18. SISTEMAS DE AQUECIMENTO18.1 Aquecedor Individual (Eltrico ou Gs)O calor transferido diretamente da fonte de calor para a gua que ser aquecida. utilizado na modalidade individual de fornecimento, nos aquecedores de passagem, sejam eltricos (chuveiros,torneiras, etc) ou gs.Tambm utilizado na modalidade que utiliza central privada, seja eltrica ou gs.


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18.2 Aquecedor de Acumulao (Eltrico ou Gs) - Boiler

Os boilers podem trabalhar em diferentes presses:

Baixa presso:so mais econmicos e so indicados parainstalaes nos projetos em que a caixa de gua fria

estejam logo acima do boiler, sendo que o seu nvelde gua dever estar no mximo com 2m.c.a para osmodelos em cobre e 5m.c.a para os modelos eminox.Os modelos de baixa presso no podem serpressurizados ou alimentados com gua da redepblica.

Alta presso:so recomendados para sistemas pressurizados einstalaes onde a caixa de gua fria est muitoelevada. (mx.)

Ao lado vemos um exemplo de tabela de seleo deboiler eltrico de um fabricante.


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18.3 Aquecedor SolarO sistema de gerao de gua quente base de energia solar se compe de trs elementos:

a) Coletores de energia (placas coletoras);b) Acumulador de energia (reservatrio de gua quente);c) Rede de distribuio.

A Figura abaixo ilustra um sistema tico de instalao de aquecimento solar:


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19. SISTEMAS DE DISTRIBUIO DE GUA QUENTEQuando o abastecimento e/ou fornecimento de gua quente se processa atravs de um sistema coletivo, por

exemplo central de gua quente empregada em edificaes de hospedagem (hotis e pousadas) e hospitais, deve-se noprojeto de instalaes determinar o emprego de sistema com circulao constante na tubulao pelo princpio do termo-sifo (gua quente menos densa que a gua fria, tende a elevar-se). Quando necessrio o sistema de circulao podeser auxiliado por bombas de circulao. Os sistemas com circulao de gua quente operacionalizado por trs

modalidades distintas, sendo:

Sistema ascendente:a gua quente proveniente do reservatrio(storage) ascende pelascolunas de abastecimento e ramifica-se para os

aparelhos e/ou pontos de consumo localizadosnos pavimentos correspondentes. Na cobertura

(telhado) faz-se uma derivao para o retornoda gua ao reservatrio (storage).

Sistema descendente:a gua proveniente do reservatrio (storage) vaia um barrilete na cobertura (telhado) de ondedescem prumadas (colunas) que iro fornecer(alimentar) os aparelhos e/ou pontos deconsumo localizados nos pavimentoscorrespondentes. As prumadas (colunas) serenem no pavimento onde se localiza oreservatrio (storage) para aliment-lo

novamente com a gua consumida. Uma bombaintercalada na alimentao de gua quente dobarrilete fornece a energia para compensar asperdas de carga e permitir a recirculaocontnua com velocidade e vazo adequada.sistema muito empregado em edifcios de vriospavimentos, pois proporciona um reduzido gastode tubulao.

Sistema misto ou circuito fechado: empregado em grandes edifcios com vriospavimentos, mas se faz necessrio que osaparelhos de utilizao estejam na mesmaprumada (coluna). Ligam-se os aparelhos depavimentos alternados tubulao ascendentee tubulao descendente. A tubulao deretorno ligada ao tubo ascendente um poucoabaixo da parte mais elevada da coluna, essaprolongando-se desempenhar papel derespiradouro (suspiro) na cobertura (telhado).


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A distribuio sem circulao consiste simplesmente em uma tubulao que sai (deriva) da parte superior doreservatrio (storage) e da qual, em cada pavimento, parte uma derivao (ramal) alimentado os aparelhos e/ou pontosde consumo.

20. PRINCPIOS DE FUNCIONAMENTO DE GUA QUENTEO funcionamento de um sistema de aquecimento solar, apresenta dois princpios hidrulicos bsicos, sendo: Termo-sifo e Circulao forada.20.1 Funcionamento por Termo-sifo.

Consiste na circulao degua entre o reservatrio trmicoe os coletores, que ocorre deforma expontnea por diferenade densidade entre a gua fria ea gua quente. A gua aquecidanos coletores sobe para oreservatrio trmico, enquanto agua fria desce para ser aquecidanos coletores, em um processocontnuo, at que toda a gua doreservatrio atinja umatemperatura mxima. Neste tipode sistema, o reservatrio trmicodever ter a sua parte inferior(geratriz, no caso de formacilndrica) no mnimo 30 cmacima da parte alta do coletor(placa), para evitar a inverso defluxo de gua durante a noite, oque ocasionaria o esfriamento detoda a gua do reservatrio

trmico.

20.2 Funcionamento por Circulao forada.Neste processo, a

circulao de gua entre oscoletores (placas) e o reservatriotrmico forada por umconjunto de moto-bombacentrfuga (eltrica), podendoassim o reservatrio trmicosituar-se em nvel inferior ao dos

coletores. De qualquer forma,deve-se tomar a precauo deinstalar uma vlvula de retenono recalque da bomba para evitara inverso do fluxo por termo-sifo durante a noite, o queprovocaria o esfriamento da guano reservatrio trmico. Para oacionamento automtico damoto-bomba, utiliza-se umcontrolador diferencial detemperatura com o sensor frio

85642018 agua fria e quente manual para projetos

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