agua fria 2- 2007

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PCC-2465 - Sistemas Prediais I 1

PCCPCC--24652465SISTEMAS PREDIAIS ISISTEMAS PREDIAIS I

Sistemas Prediaisde Suprimento de gua Fria -Dimensionamento

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Sistema Predial de gua FriaSistema Predial de gua Fria

Ramal predial

Cavalete / hidrmetro

Alimentador predial

RIEstao elevatria

Tubulao de recalque

RS

Barrilete

Coluna de distribuio

Ramal

Sub-ramal

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Dimensionamento dos Componentes doDimensionamento dos Componentes doSistema Predial de gua FriaSistema Predial de gua Fria

EdifcioEdifcio Consumo (l/dia)Consumo (l/dia)alojamento provisrioapartamentoasilo, orfanato

cinema e teatroed. pblico, com.l ou c/escrit.escola - externatoescola - internatoescola - semi-internatogaragemhospitalhotel (s/ coz. e s/ lav.)

jardimlavanderiamercadoquartelresidncia popular ou rural

residnciarestaurante e similares

80 per capita 200 per capita 150 per capita

2 por lugar50 per capita 50 per capita 150 per capita 100 per capita 50 por automvel250 por leito120 por hspede1,5 por m2 de rea30 por kg de roupa seca5 por m2 de rea150 per capita 120 per capita

150 per capita 25 por refeio

Estimativa do Consumo Dirio de guaEstimativa do Consumo Dirio de gua

CD = C * Ponde:CD o consumo dirio total (l/dia);C o consumo dirio per capita (l/dia);P a populao do edifcio (pessoas).

EdifcioEdifcio Populao (P)Populao (P)escritriolojahotelhospitalapart./resid

1 pessoa/9m21 pessoa/3m21 pessoa/15m21 pessoa/15m2p=2 NDS+ NDFou 5 pessoas/unidade

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Dimensionamento do Sistema deDimensionamento do Sistema de

Abastecimento de gua Abastecimento de guaRamal Predial e MedioRamal Predial e Medio

Tabela - Dimensionamento do ramal predial e medio. fonte: SABESP

ConsumoConsumoprovvelprovvel

(m(m33 /dia) at /dia) at DimetroDimetroexternoexterno

(mm)(mm)

16

3050100

3001100180040006500

20

203232505075100130200

MaterialMaterial

PEAD

PEADPEADPEADFoFoFoFoFoFoFoFoFoFoFoFo

5811163050

3001100180040006500

ConsumoConsumoprovvelprovvel

(m(m33 /dia) at /dia) at

Vazo Vazocaracteristcaracterist..

(m3/dia) at(m3/dia) atDimetroDimetro

(mm)(mm)357102030

191925253850

5075100150200

FoGo(PVC)FoGoFoGo

FoGo

FoGoFoFoFoFoFoFo

0,85x0,65x0,30

0,85x0,65x0,302,00x0,90x0,40

2,00x0,90x0,40

2,30x1,10x0,503,00x1,25x0,803,20x1,50x0,803,20x1,50x0,80

MaterialMaterial

Abrigo Abrigo

DimensesDimensesInternas (m)Internas (m)

Ramal PredialRamal Predial HidrmetroHidrmetro CavaleteCavalete

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Alimentador Predial Alimentador Predial

A vazo a ser considerada para o dimensionamento do alimentador predial

obtida a partir do consumo dirio:onde:Q AP a vazo mnima a ser considerada no alimentador predial (l/s)CD o consumo dirio (l/dia).

O dimetro do alimentador predial dado, por sua vez, por:

onde:D AP o dimetro do alimentador predial, m;

V AP a velocidade no alimentador predial (0,6 < V AP 1,0m/s). A tabela apresenta os dimetros de alimentador predial em funo da velocidade e do

consumo dirio.

)(400.86 s C Q D

AP

AP

AP AP V

Q D .

.4

Velocidade(m/s)0,61,0

20

16,327,1

25

25,442,4

32

41,769,5

40

65,1108,6

50

101,8169,6

60

146,6244,3

75

229,0381,7

85

294,1490,3

110

492,6821,1

150

916,11526,8

Dimetro Nominal (mm)

Consumo Dirio (m3)

Dimensionamento do Sistema deDimensionamento do Sistema de Abastecimento de gua Abastecimento de gua

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onde: VRI o volume do reservatrio inferior; VRS o volume do reservatrio superior;ND o nmero de dias onde ocorre falta de gua;

VCIS o volume para combate a incndio comsprinklers ; VCIH o volume para combate a incndio com hidrantes; V AC o volume necessrio para o sistema de ar condicionado.

)(4,0

)(6,0

AC CIH D RS

AC CIS D D D RI

V V C V

V V C N C V

++=

+++=

Dimensionamento do Sistema deDimensionamento do Sistema deReservaoReservao

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Dimensionamento do Sistema deDimensionamento do Sistema deRecalqueRecalque

onde:Drec o dimetro da tubulao de recalque (m);Qrec a vazo de recalque (m3 /s);

43,1 X Q D rec rec =

O dimetro da tubulao de recalque pode ser determinado a partir da Frmulade Forchheimer:

sendo:NF o nmero de horas de funcionamento da bomba no perodo de 24 horas;X a relao entre o nmero de horas de funcionamento da bomba e o nmero dehoras do dia, ou seja:

F

D rec N C Q

= A vazo de recalque dada por:

24F N X =

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Assim, podemos determinar Drec em funo do consumo dirio (CD) e de NF,cujos valores so apresentados na tabela.

Dimetro de nominal (mm)

2,53456

20

6,67,28,39,310,2

25

10,311,313,014,515,9

32

16,918,521,323,826,1

40

26,428,933,337,340,9

50

41,245,152,158,363,9

60

59,465,075,184,092,0

consumo dirio (m3 /dia)

N de horas defuncionamento

da bomba

Adota-se para a tubulao de suco um dimetro igual ou imediatamentesuperior ao da tubulao de recalque.

REC SUC D D

Dimensionamento do Sistema deDimensionamento do Sistema deRecalqueRecalque

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H REC

H SUC

L REC

L SUC

Dimensionamento do ConjuntoDimensionamento do Conjunto

MotorMotor--BombaBomba A escolha do conjunto motor-bomba passa pela determinao da vazode recalque, Qrec, e da altura manomtrica total da instalao.

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MotorMotor--BombaBomba Determinao da altura manomtrica total da instalao

SUC MAN

REC MAN MAN H H H +=

A altura manomtrica total dada por:

Para a determinao daaltura manomtrica do recalque tem-se:

REC REC REC

MAN H H H +=

onde:

HMAN a altura manomtrica do recalque (mca);HMAN a altura manomtrica da suco (mca).REC

SUC

onde:HREC a diferena de cotas entre o nvel mdio da bomba e o ponto

mais alto a ser atingido;

HREC a perda de carga no recalque.

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Para aaltura manomtrica de suco , caso o nvel do reservatrio inferioresteja acima do nvel mdio da bomba, diz-se que abomba est afogada,e a expresso a ser utilizada a seguinte:

SUC SUC SUC

MAN H H H =

Por outro lado, se a bomba no estiver afogada, a altura manomtricade suco dada por:

onde:

HSUC a diferena de cotas entre o nvel mdio da bomba e a tomadade suco; HSUC a perda de carga na suco.

SUC SUC SUC

MAN H H H +=


MotorMotor--BombaBomba

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DimensionamentoDimensionamento

do Conjuntodo ConjuntoMotorMotor--BombaBomba

Q

H

Q

H

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Sistema de DistribuioSistema de Distribuio Vazo Vazo Supor o funcionamento simultneo deSupor o funcionamento simultneo de

todos os pontos que compem otodos os pontos que compem osistemasistema(vazo mxima de projeto), o(vazo mxima de projeto), oque se constitui, na maioria dos casos,que se constitui, na maioria dos casos,numa abordagem inadequada, uma veznuma abordagem inadequada, uma vez

que a probabilidade de que isto ocorra que a probabilidade de que isto ocorra bastante reduzida, conduzindo abastante reduzida, conduzindo asistemas antisistemas anti--econmicos.econmicos.

Incorporar vazo mxima de projeto,Incorporar vazo mxima de projeto,fatores que representem afatores que representem aprobabilidade de ocorrncia de usoprobabilidade de ocorrncia de usosimultneo de diferentes pontos dosimultneo de diferentes pontos dosistema (vazo mxima provvel).sistema (vazo mxima provvel).

AF

AF

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Sistema de DistribuioSistema de Distribuio Vazo (cont.) Vazo (cont.)

mtodos empricos;mtodos empricos; mtodos probabilsticosmtodos probabilsticos

= i i r PT p n q Q onde:qr a vazo de referncia (l/s);

ni o nmero de aparelhos sanitrios do tipo ,sendo:

onde:qi a vazo unitria do aparelho do tipo i

Pela NBR 5626/98, a vazo de referncia, qr igual a 0,3 l/s.

e

2

=

r

i i q

q p

= i i PT p n Q 3,02

3,0

= i i

Q p

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Vazes unitrias dos pontos de utilizao (NBR 5626/98)

Bacia sanitria

BanheiraBebedouroBidChuveiro ou duchaChuveiro eltricoLavadora de pratos ou de roupasLavatrioMictrio com sifo integrado

Cermico sem sifo integradoMictrio tipo calhaPia

TanqueTorn. jardim ou de lav. em geral

Caixa de descarga Vlvula de descargaMisturador (gua fria)Registro de pressoMisturador (gua fria)Misturador (gua fria)Registro de pressoRegistro de PressoTorneira ou misturador (gua fria)

Vlvula de descarga

Cx, vlv. de desc.ou reg.de pressoCaixa de descarga ou reg.de pressoTorneira ou misturador (gua fria)Torneira eltricaTorneiraTorneira

0,151,700,300,100,100,200,100,300,150,50

0,150,15 p/ m de calha0,250,100,25

0,20

Aparelho Sanitrio Pea de utilizao Vazol/s

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Pesos atribudos aos pontos de utilizao (NBR 5626/98)

Bacia sanitria

BanheiraBebedouroBidChuveiro ou duchaChuveiro eltricoLavadora de pratos ou de roupasLavatrioMictrio com sifo integrado

Cermico sem sifo integradoMictrio tipo calhaPia

TanqueTorn. jardim ou de lav. em geral

Caixa de descarga Vlvula de descargaMisturador (gua fria)Registro de pressoMisturador (gua fria)Misturador (gua fria)Registro de pressoRegistro de PressoTorneira ou misturador (gua fria)

Vlvula de descarga

Cx, vlv. de desc.ou reg.de pressoCaixa de descarga ou reg.de pressoTorneira ou misturador (gua fria)Torneira eltricaTorneiraTorneira

0,3321,00,10,10,40,11,00,32,8

0,30,30,70,10,7

0,4

Aparelho Sanitrio Pea de utilizao Pesorelativo

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Para o caso dos ramais, a determinao da vazo de projeto podese feita, assim como nas colunas e barriletes, atravs de duasformas:

a soma das vazes de todos os aparelhos ligados ao ramalsoma das vazes de todos os aparelhos ligados ao ramal(vazo mxima possvel);(vazo mxima possvel);

incorporao de fatores de simultaneidade vazo mximaincorporao de fatores de simultaneidade vazo mximapossvel, obtendopossvel, obtendo--se a vazo mxima provvel, ou ento,se a vazo mxima provvel, ou ento,simplesmente soma das vazes dos aparelhos ligados aosimplesmente soma das vazes dos aparelhos ligados aoramal e queramal e que se julga estarem em funcionamento simultneo.

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Sistema de DistribuioSistema de Distribuio Velocidade Velocidade

A velocidade do escoamento limitada em funo do rudo, da A velocidade do escoamento limitada em funo do rudo, da

possibilidade de corroso e tambm para controlar o golpe depossibilidade de corroso e tambm para controlar o golpe dearete.arete.

A NBR 5626 recomenda que a velocidade da gua, em qualquer A NBR 5626 recomenda que a velocidade da gua, em qualquer

trecho da tubulao, no atinja valores superiores a 3 m/s.trecho da tubulao, no atinja valores superiores a 3 m/s.

onde:onde: V VMAXMAX a velocidade mxima na tubulao. a velocidade mxima na tubulao.

s m V MAX /0,3=

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Sistema de DistribuioSistema de DistribuioPressoPresso

A NBR 5626 (1998) recomenda os seguintes valores mximos emnimos para a presso em qualquer ponto da rede:

PRESSO ESTTICA MXIMA: 400PRESSO ESTTICA MXIMA: 400kPakPa (40(40 mcamca)) PRESSO DINMICA MNIMA: 5PRESSO DINMICA MNIMA: 5kPakPa (0,5(0,5 mcamca))

Observa-se, tambm, que a presso dinmica nos pontos deutilizao, em qualquer caso, no deve ser inferior a 10 kPa, excetopara o ponto da caixa de descarga, que poder atingir at ummnimo de 5 kPa, e do ponto de vista de vlvula de descarga parabacia sanitria onde a presso no deve ser inferior a 15 kPa.

Ainda, as sobrepresses devidas a transientes hidrulicos como, porexemplo, o provocado pelo fechamento da vlvula de descarga, soadmitidas, desde que no superem o valor de 200 kPa.

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isto :

ou

onde:QP a vazo de projeto (m3 /s);

AMIN a rea mnima da seo transversal do tubo (m2); VMX limite superior admitido para a velocidade mdia;DMIN o dimetro interno mnimo (m).

Sistema de DistribuioSistema de DistribuioPrPr--dimensionamentodimensionamento

MX MIN P V A Q *=

MX

P MIN V

Q A =

MX

P MIN V

Q D

4=

2025324050

607585110

3,003,003,003,003,00

3,003,003,003,00

5133795231

501121320145643

0,681,101,822,924,56

6,7210,4513,4722,54

Dimetronominal

V MX (m/s) PMX

QMX (l/s)

Velocidades e vazes mximas (PVC soldvel).(Clculo realizado para dimetro interno).

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Sistema de DistribuioSistema de DistribuioPrPr--dimensionamentodimensionamento (cont.)(cont.)

* Quando a presso esttica de alimentao foi inferior a 30 kPa (3 mca),recomenda-se instalar a vlvula de descarga em sub-ramal, com dimetro dereferncia 1 1/2 (50 mm).

Aquecedor:Alta pressoBaixa presso

BanheiraBebedouroBidCaixa de descargaChuveiroFiltro de pressoLavatrioLavadora de pratos ou de roupas

Pia de cozinhaTanque para lavar roupas Vlvula de descarga

Ponto de utilizao para

1/23/41/21/21/21/21/21/21/23/4

1/23/41 1/4*

DimetroRef. (pol)

20252020202020202025

202540

DimetroRef. (mm)

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Frmulas de Fair Whipple-Hsiao

As frmulas de Fair Whipple-Hsiao, recomendadas para tubulaes de

pequeno dimetro, variando entre 15mm e 50mm, so dadas por: para tubo de ao galvanizado, gua a 20C

ouSendo Q em m3 /s e J em m/m e D em metros.

para tubo de cobre / PVC, gua a 20Cou

Sendo Q em m3 /s e J em m/m e D em metros. para tubo de cobre, gua quente

ou

Sendo Q em m3

/s e J em m/m e D em metros

Sistema de DistribuioSistema de DistribuioPerda de CargaPerda de Carga

595,2532,0113,27 D J Q =88.4

88.1

002021.0 D Q J =

714,2571,0934,55 D J Q =75.4

75.1

00085,0 D Q J =

714,2571,0281,63 D J Q = 75.475.1

0007,0 D Q J =

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152025324050

6075100125150

1,11,21,52,03,23,4

3,73,94,34,95,4

0,40,50,71,01,31,5

1,71,81,92,42,6

0,40,50,60,71,21,3

1,41,51,61,92,1

0,20,30,40,50,60,7

0,80,91,01,11,2

0,70,80,91,52,22,3

2,42,52,63,33,8

2,32,43,14,67,37,6

7,88,08,310,011,1

2,32,43,14,67,37,6

7,88,08,310,011,1

0,30,40,50,61,01,5

1,62,02,22,52,8

(1/2)(3/4)(1)

(1 14)(1 1/2)

(2)

(2 1/2)(3)(4)(5)(6)

Joelho90

Joelho45

Curva45

Curva90

T 90pass.direta

T 90sada de

lado

EntradaNormal

T 90sada

bilateralDnmm

Ref.pol

Dimetro nominal

Comprimentos equivalentes em metros de canalizaoComprimentos equivalentes em metros de canalizaode PVC rgido ou cobrede PVC rgido ou cobre

e REAL VIRTUAL L L L +=Sistema de DistribuioSistema de Distribuio

Perda de CargaPerda de Carga

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24/27


0,91,01,21,82,3

2,83,33,74,05,05,6

0,80,91,31,43,2

3,33,53,73,94,95,5

8,19,513,315,518,3

23,725,026,828,637,443,4

2,52,73,84,96,8

7,18,29,310,412,513,9

3,64,15,87,49,1

10,812,514,216,019,221,4

11,111,415,022,035,8

37,038,040,042,350,956,7

0,10,20,30,40,7

0,80,90,91,01,11,2

5,96,18,410,517,0

18,519,020,022,126,228,9

Dnmm

Ref.pol

Entradade borda

Sada deCanaliz.

tipo leve

Vlvulade p e

crivo tipopesado

Reg.globoaberto

Reg.nguloaberto

Reg.gavetaaberto

1520253240

506075100125150

(1/2)(3/4)(1)

(1 14)(1 1/2)

(2)(2 1/2)(3)(4)(5)(6)

vlvula de retenoDimetro nominal

Comprimentos equivalentes em metros de canalizaoComprimentos equivalentes em metros de canalizaode PVC rgido ou cobrede PVC rgido ou cobre

e REAL VIRTUAL L L L +=

Sistema de DistribuioSistema de Distribuio

Perda de CargaPerda de Carga

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Na seqncia, passa-se verificao das presses mnimas necessrias ao longdo sistema predial de gua fria, em especial quelas referentes aos pontos deutilizao. Evidentemente, a geometria da instalao determina a(s) configura

(es) crtica(s) a ser(em) verificada(s). A presso dinmica disponvel a jusante em um trecho qualquer obtida atravda seguinte expresso:

onde:PJUSANTE a presso dinmica disponvel a jusante do trecho considerado;PMONTANTE a presso dinmica disponvel a montante do trecho considerado;

Desnvel a diferena de cotas geomtricas dos pontos que definem o trecho:

Desnvel positivoDesnvel negativo

cargadePerdaDesnvel= MONTANTE JUSANTE P P

Verificao das presses mnimas necessrias Verificao das presses mnimas necessrias

Sistema de DistribuioSistema de Distribuio

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55 KPaKPa (0,5(0,5 mcamca)) -- em qualquer ponto do sistema do sistema de distribuio;em qualquer ponto do sistema do sistema de distribuio; PPDMiDMi-- presso dinmica mnima do aparelhopresso dinmica mnima do aparelho i i ..

BS Lv Ch

R(3)

(1) (2)

A

(4) (5)B

PDA= HR-A - ( H(1) + H(2)) 5 KPa (0,5 mca)onde:HR-A- desnvel entre o reservatrio e o ponto A; H(1), H(2) - perdas de carga nos trechos (1) e (2); H(i)- depende de Qi , Di , Lt i .

PDB = HR-B - ( H(1) +... + H(5)) 10 KPa (1 mca)

No caso em que as desigualdades no se verificarem, tem-se:

aumentar o dimetro dos trechos mais solicitados; alterar o nvel do reservatrio;

e reiniciar a verificao das presses mnimas.

Verificao das presses mnimas necessrias Verificao das presses mnimas necessriasSistema de DistribuioSistema de Distribuio

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Materiais e componentes do sistemaMateriais e componentes do sistema

predial de gua friapredial de gua fria

D REF(pol)

1/23/41

1 141 1/2

22 1/2

3

4

DN(mm)

2025324050607585

110

DE(mm)

2025324050607585

110

DI(mm)

17,021,627,835,244,053,466,675,6

97,8

e(mm)

1,51,82,12,43,03,54,24,7

6,1

Tubos de PVC rgido -linha soldvel

D REF - dimetro de refernciaDE - dimetro externoDN - dimetro nominalDI - dimetro internoe - espessura da parede do tubo

D REF(pol)

1/23/41

1 141 1/2

22 1/2

3

4

DN(mm)

1522283542546679

104

DE(mm)

15,022,028,035,042,054,066,779,4

104,8

DI(mm)

14,020,826,833,640,452,264,377,0

102,4

e(mm)

0,50,60,60,70,80,91,21,2

1,2

Tubos de cobre -Classe E


REF(pol)

1/23/41

1 141 1/2

22 1/2

345

DN(mm)

212733

4248607689

114141

DE(mm)

21,026,533,3

42,047,959,775,388,0

113,1138,5

DI(mm)

15,721,226,6

35,341,252,267,879,5

104,1128,5

e(mm)

2,652,653,35

3,353,353,753,754,25

4,55,00

Tubos de ao carbono-Classe mdia


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