Água fria e quente - manual para projetos

SANEAMENTO PREDIAL HIDRULICA Professor Rafael Tavares

Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Departamento de Tecnologia da Construo UFRJ

HIDRULICA

GUA FRIA


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

NDICE 1. CONCEITOS BSICOS ................................................................................................................. 02 1.1 O Princpio dos Vasos Comunicantes ...................................................................... 02 1.2 Unidades de Medida de Presso Hidrulica ........................................................... 02 1.3 Velocidade e Vazo Hidrulica ................................................................................. 03 1.4 Perda de Carga ........................................................................................................... 03 2. TERMINOLOGIA .......................................................................................................................... 04 3. COMPONENTES DA INSTALAO HIDRULICA PREDIAL.................................................... 06 4. REPRESENTAO GRFICA..................................................................................................... 08 5. SISTEMA DE ABASTECIMENTO PREDIAL................................................................................ 09 5.1 Sistema Direto ........................................................................................................... 09 5.2 Sistema Indireto com Presso ................................................................................ 09 5.3 Sistema Indireto sem Presso ................................................................................ 09 5.4 Sistema Hidropneumtico ....................................................................................... 10 5.5 Sistema Misto ............................................................................................................ 10 5.6 Particularidades em Sistema de Edifcios de Grande Altura ............................. 10 6. LIGAO REDE PBLICA ...................................................................................................... 11 7. CONSUMO PREDIAL ................................................................................................................. 12 7.1 Dimensionamento do Consumo Predial................................................................ 13 8. RESERVATRIOS ...................................................................................................................... 13 8.1 Detalhes dos Reservatrios .................................................................................... 14 9. SISTEMA DE BOMBAS HIDRULICAS .................................................................................... 15 10.TUBULAES DE RECALQUE E SUCO .............................................................................. 16 10.1 Dimensionamento pelo Mtodo de Forchheimer.............................................. 16 10.2 Altura Manomtrica............................................................................................... 17 10.3 Clculo da Potncia Motriz (N) ............................................................................ 19 10.4 Terminologia para Conjunto Moto-bomba ......................................................... 20 11.TABELAS E BACOS ................................................................................................................ 21 11.1 baco para Encanamentos de Cobre e PVC ..................................................... 21 11.2 baco em Funo dos Pesos .............................................................................. 22 11.3 Perda de Carga Localizada para Tubulaes de Cobre e PVC ....................... 23 11.4 Tabela de Sees Equivalentes .......................................................................... 24 11.5 Tabela de Dimetros Mnimos dos Sub-ramais................................................ 24 11.6 Vazo e Peso das Peas dos Sub-ramais.......................................................... 24 11.7 Probabilidades de Uso.......................................................................................... 24 11.8 Vazo e Pesos das Tubulaes........................................................................... 24 12. BARRILETE ............................................................................................................................. 25 12.1 Dimensionamento do Barrilete........................................................................... 25 13. SUB-RAMAIS, RAMAIS E COLUNAS..................................................................................... 26 13.1 Dimensionamento dos Ramais pelo Consumo Mximo Possvel................. 26 13.2 Dimensionamento dos Ramais pelo Consumo Mximo Provvel................ 27 13.3 Dimensionamento das Colunas (mtodo de Hunter) .................................... 29 14. ALTURA DOS PONTOS DE UTILIZAO ............................................................................. 30 15. DETALHAMENTO E MONTAGEM DAS PEAS DE UTILIZAO ....................................... 30 15.1 Bebedouro ............................................................................................................ 30 15.2 Lavatrio de Bancada ......................................................................................... 31 15.3 Lavatrio de Coluna ............................................................................................ 31 15.4 Chuveiro com Misturador .................................................................................. 32 15.5 Mictrio ................................................................................................................ 32 15.6 Pia ......................................................................................................................... 33 15.7 Tanque .................................................................................................................. 33 15.8 Mquina de Lavar Loua .................................................................................... 34 15.9 Mquina de Lavar Roupa.................................................................................... 34 15.10 Vaso Sanitrio com Caixa Acoplada e Ducha Higinica ............................. 35 15.11 Vaso Sanitrio com Vlvula e Ducha Higinica ........................................... 35 16. PROCEDIMENTO DE CLCULO DA PRESSO NO PONTO DESFAVORVEL ................. 36



1. CONCEITOS BSICOS DE HIDRULICA 1.1 O Princpio dos Vasos Comunicantes A 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 do que o recipiente (B). Ao interligarmos os recipientes com um pequeno tubo, verificamos que os nveis dos respectivos lquidos permanecem estticos. Isto significa que as presses nos vasos esto equalizadas, caso contrrio o lquido se moveria de um recipiente para o outro. Se continuarmos a experincia e adicionarmos mais gua ao recipiente (A), verificaremos que a gua passar de um vaso para o outro at as alturas dos nveis (hA e hB) se equalizarem. 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 independe da forma do recipiente.

1.2 Unidades de Medida de Presso Hidrulica Para 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



1.3 Velocidade e Vazo Hidrulica Considera-se vazo hidrulica o volume de gua a ser transportado 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 em m/h (metro cbico por hora), podendo ser expressa tambm em l/s (litros por segundo). A vazo hidrulica tambm pode ser denominada de descarga hidrulica. Em um projeto de instalaes hidrulicas prediais, so dimensionadas vrios tipos de vazes (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 a distinguir dois tipos de movimento, de grande importncia: regime laminar (tranqilo ou lamelar) e regime turbulento (agitado ou hidrulico). Com o regime laminar, as trajetrias das partculas em movimento so bem definidas e no se cruzam quanto ao regime turbulento caracteriza-se pelo movimento desordenado das partculas.

Regime turbulento

Regime laminar1.4 Perda de Carga Considera-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 sua energia (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 de carga 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 ferro galvanizado ou ferro fundido no aspecto de perda de carga (energia) no trajeto do lquido, para a mesma seo e distncia linear. A perda de carga localizada ocorre em casos que o lquido, neste caso a gua, sofre mudanas de direo, como por exemplo 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 de conexes de um trecho de tubulao, maior ser a perda de presso ou perda de carga nesse trecho, diminuindo a presso 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) e quando 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, a gua sobe na tubulao (trecho vertical) at o nvel do reservatrio (B). 2 abrindo-se o registro, a gua entra em movimento e o nvel na tubulao (trecho vertical) cai do ponto B para o C, esta diferena denominamos: perda de carga. Tubulao de menor dimetro oferecem maior resistncia vazo ocasionando maior perda de carga.Tubulao de maior dimetro oferecem menor resistncia vazo ocasionando menor perda de carga.



2. TERMINOLOGIA Alimentador predial: tubulao compreendida entre

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

Aparelho sanitrio: aparelho destinado ao uso de

gua para fins higinicos ou para receber dejetos e/ou guas servidas .

Automtico de bia: dispositivo instalado no interior de

um reservatrio para permitir o funcionamento automtico da instalao elevatria entre seus nveis operacionais extremos.

Barrilete: conjunto de tubulaes que se origina no

reservatrio e do qual se derivam as colunas de distribuio.

Caixa de descarga: dispositivo colocado acima,

acoplado ou integrado s bacias sanitrias ou mictrios, destinados reservao de gua para suas limpezas.

Caixa de quebra presso: caixa destinada a reduzir a

presso nas colunas de distribuio. Coluna de distribuio: tubulao derivada do barrilete

e destinada a alimentar ramais. Conjunto elevatrio: sistema para elevao de gua

(tubulaes, conexes, registros, bombas). Consumo dirio: valor mdio de gua consumida em

um perodo de 24 horas em decorrncia de todos os usos do edifcio no perodo.

Dispositivo antivibratrio: dispositivo instalado em

conjuntos elevatrios para reduzir vibraes e rudos e evitar sua transmisso.

Extravasor: tubulao destinada a escoar os eventuais

excessos de gua dos reservatrios e das caixas de descarga.

Inspeo: qualquer meio de acesso aos reservatrios,

equipamentos e tubulaes. Instalao elevatria: conjunto de tubulaes,

equipamentos e dispositivos destinados a elevar a gua para o reservatrio de distribuio.

Instalao hidropneumtica: conjunto de tubulaes,

equipamentos, instalaes elevatrias, reservatrios hidropneumticos e dispositivos destinados a manter sob presso a rede de distribuio predial.

Instalao predial de gua fria: conjunto de tubulaes, equipamentos, reservatrios e dispositivos existentes a partir do ramal predial, destinado ao abastecimento dos pontos de utilizao de gua do prdio, em quantidade suficiente, mantendo a qualidade da gua fornecida pelo sistema de abastecimento.

Ligao de aparelho sanitrio: tubulao compreendida

entre o ponto de utilizao e o dispositivo de entrada de gua no aparelho sanitrio.

Limitador de vazo:dispositivo utilizado para limitar a

vazo em uma pea de utilizao. Nvel operacional: nvel atingido pela gua no interior da

caixa de descarga, quando o dispositivo da torneira de bia se apresenta de descarga e reservatrio.

Nvel de transbordamento: nvel atingido pela gua ao

verter pela borda do aparelho sanitrio, ou do extravasor no caso de caixa de descarga e reservatrio.

Quebrador de vcuo: dispositivo destinado a evitar o

reflexo por suco da gua nas tubulaes. Pea de utilizao: dispositivo ligado a um sub-ramal

para permitir a utilizao da gua. Ponto de utilizao: extremidade de jusante do sub-

ramal. Presso de servio: a presso mxima a que se pode

submeter um tubo, conexo, vlvula, registro ou outro dispositivo, quando em uso normal.

Presso total de fechamento: valor mximo de presso

atingido pela gua na seo logo montante de uma pea de utilizao em seguida a seu fechamento, equivalente a soma de sobrepresso de fechamento com a presso esttica na seo considerada.

Ramal: tubulao derivada da coluna de distribuio

e destinada a alimentar os sub-ramais. Ramal predial: tubulao compreendida entre a rede

pblica de abastecimento e a instalao predial.

Rede predial de distribuio: conjunto de tubulaes

constitudo de barriletes, colunas de distribuio, ramais e sub-ramais, ou de alguns destes elementos.



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

Registro de fecho: registro instalado em uma

tubulao para permitir a interrupo da passagem de gua.

Registro de utilizao: registro instalado no sub-ramal,

ou no ponto de utilizao, destinado ao fechamento ou regulagem da vazo da gua a ser utilizada.

Regulador de vazo: aparelho intercalado em uma

tubulao para manter constante sua vazo, qualquer que seja a presso a montante.

Reservatrio hidropneumtico: reservatrio para ar e

gua destinado a manter sobre presso a rede de distribuio predial.

Reservatrio inferior: reservatrio intercalado entre

o alimentador predial e a instalao elevatria, destinado a reservar gua e a funcionar como poo de suco da instalao elevatria.

Reservatrio superior: reservatrio ligado ao

alimentador predial ou a tubulao de recalque, destinado a alimentar a rede predial de distribuio.

Retro-sifonagem: refluxo de guas servidas, poludas

ou contaminadas, para o sistema de consumo, em decorrncia de presses negativas.

Separao atmosfrica: distncia vertical, sem

obstculos e atravs da atmosfera, entre a sada da gua da pea de utilizao e o nvel de transbordamento dos aparelhos sanitrios, caixas de descarga e reservatrios.

Sistema de abastecimento: rede pblica ou qualquer

sistema particular de gua que abastea a instalao predial.

Sobrepresso de fechamento: maior acrscimo de

presso que se verifica na presso esttica durante e logo aps ao fechamento de uma pea de utilizao.

Subpresso de abertura: maior decrscimo de presso

que se verifica na presso esttica logo aps a abertura de uma pea de utilizao.

Sub-ramal: tubulao que liga o ramal pea de

utilizao ou ligao do aparelho sanitrio. Torneira de bia: vlvula com bia destinada a

interromper a entrada de gua nos reservatrios e caixas de descarga quando se atinge o nvel operacional mximo previsto.

Trecho: comprimento de tubulao entre duas

derivaes ou entre uma derivao e a ltima conexo da coluna de distribuio.

Tubo de descarga: tubo que liga a vlvula ou caixa de

descarga bacia sanitria ou mictrio. Tubo ventilador: tubulao destinada a entrada de ar

em tubulaes para evitar subpresses nesses condutos.

Tubulao de limpeza: tubulao destinada ao

esvaziamento do reservatrio para permitir a sua manuteno e limpeza.

Tubulao de Recalque: tubulao compreendida entre

o orifcio de sada da bomba e o ponto de descarga no reservatrio de distribuio.

Tubulao de Suco: tubulao compreendida entre o

ponto de tomada no reservatrio inferior e o orifcio de entrada da bomba.

Vlvula de descarga: vlvula de acionamento

manual ou automtico, instalada no sub-ramal de alimentao de bacias sanitrias ou de mictrios, destinada a permitir a utilizao da gua para suas limpezas.

Vlvula de escoamento unidirecional: vlvula que

permite o escoamento em uma nica direo.

Vlvula redutora de presso: vlvula que mantm a

jusante uma presso estabelecida, qualquer que seja a presso dinmica a montante.

Vazo de regime: vazo obtida em uma pea de

utilizao quando instalada e regulada para as condies normais de operao.

Volume de descarga: volume que uma vlvula ou caixa

de descarga deve fornecer para promover a perfeita limpeza de uma bacia sanitria ou mictrio.



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



4. REPRESENTAO GRFICA

Exemplo de Planta Hidrulica Exemplo de Vistas Hidrulicas



5. SISTEMAS DE ABASTECIMENTO PREDIAL O 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 da edificao, 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 Direto A gua provm diretamente da fonte de abastecimento. A distribuio direta normalmente garante gua de melhor qualidade devido taxa de cloro residual existente na gua e devido inexistncia de reservatrio no prdio. O principal inconveniente da distribuio direta no Brasil a irregularidade no abastecimento pblico e a variao da presso ao longo do dia provocando problemas no funcionamento de aparelhos como os chuveiros. O uso de vlvulas de descarga no compatvel com este sistema de distribuio.

5.2 Sistema Indireto com Presso Este sistema dever conter um ou mais reservatrios superiores no edifcio. Este sistema ocorre sem bombeamento da gua. A presso da rede pblica suficiente para abastecer os reservatrios da edificao. Esta instalao possui a desvantagens quando h irregularidades no abastecimento predial e por 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 outro superior. Do reservatrio inferior a gua lanada ao superior atravs do uso de bombas de recalque (moto-bombas). O sistema de distribuio indireto com bombeamento mais utilizado em grandes edifcios onde so necessrios grandes reservatrios de acumulao.



5.4 Sistema Hidropneumtico O sistema hidropneumtico de abastecimento dispensa o uso de reservatrio superior, mas sua instalao considerada cara perante as outras, sendo recomendada somente em casos especiais para aliviar a estrutura ou por recomendao do cliente.

5.5 Sistema Misto O sistema de distribuio misto aquele no qual existe distribuio direta e indireta ao mesmo tempo. Corresponde ao sistema 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 Alturas De acordo com a NBR 5626 nenhuma instalao predial de gua fria, em qualquer ponto, dever ter sua presso esttica mxima superando os 40 m.c.a. (metros de coluna de gua), ou seja, o nvel mximo do reservatrio superior no deve ser maior que 40 metros. Para resolvermos este problema, seguimos uma das sugestes abaixo exemplificadas: (1 Caso) Utilizamos um reservatrio intermedirio no qual deve ter sua diferena de nvel em relao ao reservatrio superior menor que 40 metros. Podem ser utilizados quantos reservatrios forem necessrios 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 seriam mais resistentes a altas presses. Este conceito est equivocado, pois a NBR 5626 no faz distino sobre qual ou quais materiais devem ser as tubulaes de uma edificao. Tanto o PVC como o ferro devem obedecer a presso mxima esttica de 40 m.c.a. e ambos resistem perfeitamente a esta solicitao.



6. LIGAO REDE PBLICA Legenda: 1) Distribuidor pblico 2) Registro de derivao 3) Pescoo de ganso 4) Registro de passeio (fecho) 5) Registro de passagem (gaveta) 6) Filtro 7) Hidrmetro

8) Vlvula de p com crivo 9) Conjunto moto-bomba 10) Conexo em Y 11) Vlvula de reteno 12) Tubulao de suco da bomba 13) Extravasor da caixa piezomtrica

14) Limpeza da caixa piezomtrica 15) Limite da propriedade 16) Tubulao de recalque 17) Torneira bia 18) Caixa piezomtrica (200 a 300 litros)

Pena dgua Dispositivo limitador de vazo nos ramais prediais. Sendo um estrangulador de seo do tubo, ou seja, um registro com orifcio graduado, resultando em grande perda de carga. Caixa Piezomtrica Corresponde ao dispositivo que tem a finalidade de regular a presso de entrada predial. utilizada quando o nvel da gua 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, evitando assim 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. Hidrmetro Aparelho que efetua a medio de consumo de gua predial. Os hidrmetros devem ser instalados em caixas de proteo de concreto ou alvenaria com portas de madeira ou metal devidamente ventilada. Sua localizao no dever ultrapassar 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 Caixa de proteo (metros)

Porta de Proteo

Vazo (m/h) n de economias Pol mm Tipo Larg Prof. Altura

Largura

Altura

3 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 0,40 20 a 30 m/h (11 a 20 economias) 1 40 C 1,10 0,50 0,60 0,80 0,50 50mm (21 a 80 economias) 2 50 D 1,50 0,60 0,80 1,10 0,70 80mm (81 a 400 economias) 3 75 E 2,00 0,70 1,00 1,20 0,70 100mm (401 a 600 economias) 4 100 F 2,10 0,70 1,00 1,30 0,70 150mm (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



7. CONSUMO PREDIAL A determinao do Consumo predial depender de fatores determinantes na tipologia da edificao ou na atividade nela praticada. Em geral, para estimar o consumo residencial dirio, recomenda que se considere em cada quarto social acima de 12m ocupado 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 01

TIPOLOGIA DA EDIFICAO UNIDADE CONSUMO (litros/dia)

1. SERVIO DOMSTICO Apartamentos Per capta 200 Apartamento de luxo Per capta 300 a 400 Apartamento de luxo Por quarto de empregada 200 Residncia de luxo Per capta 300 a 400 Residncia de mdio valor Per capta 150 Residncia popular Per capta 120 a150 Alojamentos provisrios de obra Per capta 80 Apartamento de porteiro total 600 a 1000

2. SERVIO PBLICO Edifcio de escritrios Por ocupante 50 a 80 Lojas Por pessoa 50 a 80 Escolas internatos Per capta 150 Escola externatos Por aluno 50 Escolas semi-internatos Por aluno 100 Hospitais e casas de sade Por leito 250 Hotis com cozinha e lavanderia Por hspede 250 a 350 Hotis sem cozinha e lavanderia Por hspede 120 Lavanderias Por Kg de roupa suja 30 Quartis Por soldado 150 Cavalarias Por cavalo 100 Restaurantes Por refeio 25 Mercados e Supermercados Por m de rea 5 Garagens e postos de automveis Por automvel 100 Por caminho 150 Rega de jardins Por m de rea 1,5 Cinemas e teatros Por lugar 2 Igrejas Por lugar 2 Ambulatrios Per capta 25 Creches Per capta 50

3. SERVIO INDUSTRIAL Fbrica (uso pessoal) Por operrio 70 a 80 Fbrica com restaurante Por operrio 100 Usinas de leite Por litro de leite 5 Matadouros Por animal de grande porte 300 Por animal de pequeno porte 150

TAXA DE OCUPAO PELA NATUREZA OCUPAO Prdio de apartamentos Por quarto 2 pessoas Prdio de escritrios de Uma s entidade locadora A cada 7 m 1 pessoa Mais de uma entidade locadora A cada 5 m 1 pessoa Restaurantes A cada 1,5m 1 pessoa Teatro e cinemas A cada 0,70m 1 cadeira Lojas (pavimento trreo) A cada 2,5m 1 pessoa Lojas (pavimento superior) A cada 5m 1 pessoa Supermercados A cada 2,5m 1 pessoa Shopping centers A cada 5m 1 pessoa Sales de hotis A cada 6m2 1 pessoa Museus A cada 8m 1 pessoa

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



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

a) localizao da edificao e sua finalidade na qual se est procurando determinar a necessidade de abastecimento b) nmero de usurios (residentes e provisrios). No caso de residncias , Creder (1995) recomenda que se considere cada quarto social ocupado por duas pessoas e cada quarto de servio, por uma pessoa. c) rea de estacionamento d) rea de jardim e) reserva tcnica de incndio Segundo 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 concessionrias Dependendo da regio se faz necessrio, pelo menos, estabelecer como fator de intermitncia o perodo de 2(dois) dias de consumo nos reservatrios (inferior e superior).

8. RESERVATRIOS A 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 total para 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 ser dividido em duas cmaras iguais cada um, comunicantes entre si, provido de registros de manobra (tipo gaveta), 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, a 10cm 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 de lavagens, esta visita dever estar no mnimo a 10cm de altura do piso acabado com utilizao de tampa de fechamento 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 na laje de fundo. i) os reservatrios superiores devem ser elevados, no mnimo 80cm da laje para facilidade no acesso do barrilete e canalizaes de limpeza. j) para o dimensionamento dos reservatrio podemos utilizar a tabela de consumo predial.



8.1 Detalhes dos Reservatrios



9. SISTEMA DE BOMBAS HIDRULICAS

BOMBA AUTO-ESCORVANTE

BOMBA VERTICAL (VAS)

BOMBA P/ HIDROMASSAGEM BOMBA AUTO-ASPIRANTE BOMBA CENTRFUGA



10. TUBULAES DE RECALQUE E SUCO 10.1 Dimensionamento pelo mtodo de Forchheimer A 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 bomba TABELA 02 Baseada no baco (Forchheimer) de funcionamento dirio da bomba

HORAS DE FUNCIONAMENTO DIRIO DA BOMBA Vazo m3 / h 1 2 3 4 5 6 7 8

Vazo I / s

01 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 0,3 02 3/4" 3/4" 3/4" 1" 1" 1" 1" 1" 0,4 03 3/4" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 0,5 04 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 0,6 05 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 0,7 06 1" 1" 1" 1" 1" 2" 2" 2" 0,8 07 1" 1" 1" 1" 2" 2" 2" 2" 0,9 08 1" 1" 1" 2" 2" 2" 2" 2" 1,0 09 1" 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 1,5 10 1" 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2,0 11 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 3,0 12 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 3,3 13 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 3,5 14 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 3" 3,8 15 2" 2" 2" 2" 2" 2" 3" 3" 4,1

Frmula de Forchheimer D = dimetro, em metros Q = vazo, em m por segundo X = horas de funcionamento dividido por 24 horas Para o dimensionamento da tubulao de suco podemos utilizar o mtodo prtico, que compreende na utilizao de um dimetro (bitola) comercial imediatamente acima do dimetro especificado para a tubulao de recalque. Exerccio de Aplicao Dimensionar 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 pessoas

1 pessoa x 1 quartos 9,0m = 1 pessoas 1 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 contribuintes Aplicamos a tabela && para acharmos o consumo total: 24 contribuintes x 200 litros por contribuinte = 4800 litros x 2 dias de intermitncia = 9.600 litros Consumo total = 9.600 litros Considerando que a bomba deve ter um rendimento de 20% do consumo dirio (na prtica adotamos o perodo de 5 horas para recalcar o consumo dirio). Temos: 9600 litros / 5 horas = 1920 litros/hora 1920 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



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



Determinao da altura manomtrica total de uma instalao predial Para o exerccio, utilizaremos o esquema da figura && . Passo a passo: 1 Passo) Determinar a altura geomtrica total HG = 15,00 metros 2 Passo) Determinar o comprimento real da tubulao no recalque L 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 (no recalque) Qtd. Peas Equivalncia 4 joelhos 90 25mm 1,50 x 4 = 6,00m 1 vlvula de reteno 25mm 2,80m 1 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 Jrecalque hr = (18,50 + 10,30) x 0,039 hr = 28,80 x 0,039 hr = 1,12 m 6 Passo) Determinar o comprimento real da tubulao na suco L 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 (na suco) Peas Equivalncia 3 joelhos 90 32mm 2,00 x 3 = 6,00m 1 vlvula p c/ crivo 32mm 15,50 m 1 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) + 0,013 hs = (24,90 x 0,013) + 0,013 hs = 0,32 + 0,013 hs = 0,33m 11 Passo) Determinar a altura manomtrica total Hman = HG + hr + hs Hman = 15,00 + 1,12 + 0,33 Hman = 16,45 metros A altura manomtrica total (Hman) na instalao 16,45 metros.



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 segundo Hman = Altura manomtrica, em metros h = rendimento N = (1000 x 0,0004 x 16,45) / ( 75 x 0,50) .: N = 6,58/37,5 .: N = 0,18 cv Poderemos utilizar uma bomba com valor comercial de 1/2cv. Tabela de Seleo do Fabricante No 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 clculo mostrado 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



10.4 Termos Hidrulicos para conjunto moto-bomba

1) 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 para

entrar na tubulao e peas na suco.

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

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

bombeamento.

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 peas

no recalque.

7) Altura esttica do reservatrio superior:altura vertical ou presso requerida para a elevao da gua a contar da 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 de p.

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 ou

vlvula de p.

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



11. TABELAS E BACOS 11.1 BACO PARA ENCANAMENTOS DE COBRE E PVC

Frmula de Fair-Whipple-Hsiao



11.2 BACO DE VAZES EM FUNO DOS PESOS


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



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 75 100

N0 de tubos de com a mesma capacidade

1

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 de utilizao

Dimetro Peas de utilizao

Dimetro Peas de utilizao

Dimetro

(mm) (pol.) (mm) (pol.) (mm) (pol.) Aquecedor baixa presso

20

3/4

Banheira

15

1/2

Lavatrio

15

1/2

Aquecedor alta presso

15

1/2

Bebedouro

15

1/2

Mquina de lavar prato ou roupa

20

3/4

Bacia com Caixa de descarga

15

1/2

Bid / Duchinha 15

1/2

Mictrio auto-aspirante

25

1

Bacia c/ vlvula descarga

32

1

Chuveiro

15

1/2

Mictrio descarga contnua

15

1/2

Pia de despejo 20

3/4

Pia de cozinha 15

1/2

Tanque de lavar roupa

20

3/4

11.6 VAZO E PESO DAS PEAS DOS SUB-RAMAIS (tabela 08) Louas sanitrias ( l / s) Peso

Bacia sanitria c/ Vlvula de Descarga 1,90 40,0 Bacia sanitria c/ Caixa de Descarga 0,15 0,30 Banheira 0,30 1,0 Bebedouro 0,05 0,1 Bid 0,10 0,1 Chuveiro 0,20 0,5 Lavatrio 0,20 0,5 Mquina de Lavar Prato/Roupa 0,30 1,0 Mictrio auto-aspirante 0,50 2,8 Mictrio descarga contnua 0,05 0,2 Mictrio de descarga descontnua 0,15 0,3 Pia de despejo 0,30 1,0 Pia de cozinha 0,25 0,7 Tanque de lavar roupa 0,30 1,0

11.7 PROBABILIDADE DE USO (tabela 09)

Nmero de aparelhos

Comuns ( % )

Vlvulas ( % )

2 100 100 3 80 65 4 68 50 5 62 42 6 58 38 7 56 35 8 53 31 9 51 29

10 50 27 20 42 16

11.8 VAZO E PESO DAS TUBULAES (tabela 10)

( ) dimetro

Vazo ( l / s )

Peso

( ) dimetro

Vazo ( l / s )

Peso

3/4 0,56 3,50 2 6,29 440 1 1,16 15,0 2 1/2 11,22 1.400

1 1/4 2,00 44,0 3 17,74 3.500 1 1/2 3,07 105,0 4 32,86 12000



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

Barrilete Ramificado Barrilete Concentrado ou Unificado 12.1 Dimensionamento do Barrilete O 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 atendida pela 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), encontramos o dimetro desejado. Observamos o esquema de um barrilete ramificado:



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 colunas

alimentadas 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 a metade dos pesos das colunas, 160.

4- Calcula-se a vazo :

Q = 0,3P Q = 3,80 l/s

5- Utilizando o baco de Fair-Whipple-Hsiao com os parmetros acima (J=0,08 e Q=3,80l/s) Utilizamos o dimetro comercial imediatamente a acima do valor encontrado. D= 2(50mm)

13. SUB-RAMAIS, RAMAIS E COLUNAS Sub Ramais So as tubulaes que fazem as ligaes dos aparelhos. So dimensionadas de acordo com a tabela 07 Ramais de Distribuio So 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 Distribuio So tubulaes verticais que partem do Barrilete e delas saem os ramais de distribuio. Deve-se evitar colocar em uma mesma coluna vlvulas de descarga com aquecedores e outras peas. As colunas so dimensionadas trecho a trecho e para isso necessrio dispor de um esquema vertical da instalao com todas as derivaes e seus respectivos comprimentos. 13.1 DIMENSIONAMENTO DO RAMAIS PELO CONSUMO MXIMO POSSVEL O termo consumo mximo possvel significa que todas as peas dos sub-ramais devero entrar em funcionamento simultaneamente, esta situao s acontece em determinadas edificaes onde existem picos de uso em determinados 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 6 mostra 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 (



Dimensionamento do Ramal pelo Mtodo do Consumo Mximo Possvel 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.

Trecho A: Atende apenas ao chuveiro (1/2= 1) Total = 1 .: pela tab. 6 Trecho B: Atende ao chuveiro (1/2= 1) e ao sanitrio (1/2= 1) Total = 2 .: pela tab. 6 Trecho C: Atende ao chuveiro (1/2= 1), ao sanitrio (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) , ao lavatrio (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) , ao lavatrio (1/2= 1) , a mquina de lavar ( = 2,9) e ao

tanque (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 PROVVEL Este dimensionamento parte de um princpio bastante razovel que nem todos os aparelhos estejam em uso ao mesmo tempo. Como exemplo podemos observar o funcionamento de um banheiro residencial ( um sanitrio, uma ducha higinica, um lavatrio , uma banheira e um chuveiro ), de imediato podemos considerar o uso simultneo de duas peas, um lavatrio pode estar sendo usado enquanto a banheira esta enchendo, ou outra combinao de 2 aparelhos quaisquer. 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 por um 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 diminui com o aumento do nmero dos aparelhos Ao analisar a probabilidade de uso dos aparelhos, Hunter estabeleceu valores referindo-se a vazo em determinado tipo de instalao, durao e freqncia de uso de cada pea. Esses valores foram denominados de PSOS, e so representados por valores absolutos. (Tabela 8) A vazo aproximada obtida em funo da soma dos pesos dada por :

Onde, Q = litros / segundo



Dimensionamento do Ramal pelo Mtodo do Consumo Mximo Provvel Seguindo 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 A O trecho A s alimenta o chuveiro de , portanto o dimetro desse trecho ser de Trecho B O trecho B possui 2 peas: o chuveiro e o sanitrio de caixa acoplada. Na tabela 8, obtemos: Chuveiro ........................... Peso = 0,5 Sanitrio cx.Acoplada........... Peso = 0,3 Soma dos pesos = 0,8

Q= 0,30,8 .: Q= 0,27 l/s Modo de usar o baco de Fair-Whipple-Hsiao:

1- Marcamos a bitola que desejamos consultar como provvel 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 deve exceder 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 comercial acima do anterior e procedemos novamente com a checagem da velocidade, at encontrarmos a bitola adequada. Para o trecho B utilizaremos a bitola de .

Trecho C Repetimos o processo descrito no trecho B. Na tabela obtemos: Chuveiro ........................... Peso = 0,5 Sanitrio cx.Acoplada .......... Peso = 0,3 Lavatrio........................... Peso = 0,5 Soma dos pesos = 1,3 .: Q= 0,31,3 .: Q= 0,34 l/s Ao utilizarmos o baco de Fair-Whipple-Hsiao encontramos o dimetro de Trecho D Na tabela obtemos: Chuveiro ........................... Peso = 0,5 Sanitrio cx.Acoplada........... Peso = 0,3 Lavatrio........................... Peso = 0,5 Mquina de Lavar Roupa....... Peso = 1,0 Soma dos pesos = 2,3 .: Q= 0,32,3 .: Q= 0,45 l/s

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

Ao utilizarmos o baco de Fair-Whipple-Hsiao encontramos o dimetro de



Ao analisarmos os dois mtodos, vemos que o mtodo do consumo mximo provvel muito mais econmico que o mtodo do consumo mximo possvel. Isso define a importncia da escolha certa de um mtodo de clculo para a atividade desejada. O segundo mtodo, por exemplo, pode ser ineficaz caso seja empregado em um quartel, onde todas as peas do banheiro 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 pavimentos consideramos na soma dos pesos de cada ramal o valor 44,1, ou seja:

Em cada pavimento teremos:

Sanitrio com vlvula P = 40,0 Lavatrio P = 0,5 Ducha higinica P = 0,1 Chuveiro P = 0,5 Banheira P = 1,0 2 Pias de cozinha P = 2,0 Soma dos Pesos P = 44,1 Aplicando a frmula Q = 0,3P Q = 0,3 44,1 Q = 1,99 l/s Aplicando: -1 pavimento

P = 44,1 .: Q = 1,99 l/s No baco obtemos, 1

-2 pavimento


-3 pavimento


-4 pavimento


-5 pavimento


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



14. ALTURA DOS PONTOS DE UTILIZAO

15. DETALHAMENTO E MONTAGEM DAS PEAS DE UTILIZAO



PROCEDIMENTO DE CLCULO DA PRESSO NO PONTO DESFAVORVEL

Coluna Pvto. Trecho Pesos Vazo (litros/s)

Dimetro (mm)

Velocidade (m/s)

Comprimento (m) Perda de carga

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 11.2 Coluna (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 mca 0 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 mca 3,467 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).


Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Departamento de Tecnologia da Construo UFRJ

HIDRULICA

GUA QUENTE



NDICE 17. INSTALAES DE GUA QUENTE............................................................................................ 38 17.1 Generalidades ........................................................................................................... 38 17.2 Tabela de Estimativa de Consumo de gua Quente ........................................... 38 17.3 Consumo em funo do uso ................................................................................... 38 17.4 Materiais..................................................................................................................... 39 17.5 Isolamento Trmico ................................................................................................. 40 17.6 Dilatao ................................................................................................................... 40 18. SISTEMAS DE AQUECIMENTO................................................................................................. 40 18.1 Aquecedor Individual (Eltrico ou Gs) ............................................................. 40 18.2 Aquecedor de Acumulao (Eltrico ou Gs) Boiler .................................... 41 18.3 Aquecedor Solar ....................................................................................................... 42 19. SISTEMAS DE DISTRIBUIO DE GUA QUENTE................................................................. 43 20. PRINCPIOS DE FUNCIONAMENTO DE GUA QUENTE........................................................ 44 20.1 Funcionamento por Termo-Sifo............................................................................ 44 20.2 Funcionamento por Circulao Forada.................................................................. 44



17. INSTALAES DE GUA QUENTE 17.1 Generalidades As instalaes de gua quente destinam-se a banhos, higiene, utilizao em cozinhas, lavagem de roupas e a finalidades 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 C Em cozinhas (dissoluo de gorduras) ......................................................................... 60 a 70 C Em lavanderias ............................................................................................................... 75 a 85 C Em finalidades mdicas (esterilizao) ........................................................................ acima de 100C O abastecimento de gua quente realizado em tubulaes independentes da gua fria e se apresenta basicamente em trs sistemas: 1- aquecimento individual ou local:

A gua fria retirada das colunas de abastecimento e entra em contato com uma fonte de produo de calor individual. Normalmente localizam-se em banheiros, cozinhas ou reas de servio. Atendem a 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 gua quente para as diversas unidades residenciais.

17.2 Tabela 17.2 ESTIMATIVA DE CONSUMO DE GUA QUENTE A tabela a seguir indica o consumo de gua quente por tipo de edificao em funo do uso.

ESTIMATIVA DE CONSUMO DE GUA QUENTE TIPO 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 USO

Tipo de edifcio Consumo dirio 60 C

Consumo nas horas de pico

(l/h)

Durao do pico (horas)

Capacidade do reservatrio

em funo do CD

Capacidade horria de

aquecimento em funo do

CD Residncias

Apartamentos Hotis

50 l / pessoa /dia 1/7 4 1/5 1/7

Edifcios de escritrios 2,5 l / pessoa /dia 1/5 2 1/5 1/6

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

Restaurantes 3 classe 2 classe 1 classe

Litros / pessoa 1,9 3,2 5,6

1/10 1/10



17.4 Materiais A 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 de temperatura, 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-obra especializada. 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 so rosqueadas, exigindo mo-de-obra especializada. 17.4.3. O CPVC: -O Policloreto de Vinila Clorado um termoplstico semelhante ao PVC, porm com percentual 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 alguns cuidados, como: indispensvel o uso de primer antes do adesivo e no devem ser lixadas 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 quente ultrapasse a temperatura de 80C, atravs da mistura com gua fria. Ela deve ser instalada entre o aquecedor e a tubulao de gua quente. Sua vida til de aproximadamente 3 anos. 17.4.4. O POLIPROPILENO: O polipropileno uma resina cujo principal componente o petrleo. Por sua versatilidade apresenta vrias aplicaes, e dentre elas se destaca o uso nas instalaes de gua quente. Apresenta coeficiente de dilatao trmica aproximada de 10 x 10-5 cm/cm C. Sua instalao relativamente fcil, sendo as conexes e emendas soldadas por termofuso. 17.4.5. O POLIPROPILENO RETICULADO (PEX): O polietileno uma resina termoplstica muito utilizada em instalaes de gesso acartonado. utilizado conduzindo-se o tubo dentro de um outro tubo guia, tanto para instalao de gua fria quanto de gua quente. Como caracterstica podem ser citadas a flexibilidade, ausncia de fissuras por fadiga e vida til prolongada. Apresenta tambm boa resistncia temperatura (bibliografias indicam cerca de 95 C).

Fonte da imagem: www.dbgraus.com.br



17.5 Isolamento Trmico A 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 Expandido b) 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 outro impermeabilizante.

17.6 Dilatao a) 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 dilatao especiais que permitem a dilatao.

18. SISTEMAS DE AQUECIMENTO 18.1 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.



18.2 Aquecedor de Acumulao (Eltrico ou Gs) - Boiler Os boilers podem trabalhar em diferentes presses: Baixa presso: so mais econmicos e so indicados para instalaes nos projetos em que a caixa de gua fria estejam logo acima do boiler, sendo que o seu nvel de gua dever estar no mximo com 2m.c.a para os modelos em cobre e 5m.c.a para os modelos em inox. Os modelos de baixa presso no podem ser pressurizados ou alimentados com gua da rede pblica. Alta presso: so recomendados para sistemas pressurizados e instalaes onde a caixa de gua fria est muito elevada. (mx.) Ao lado vemos um exemplo de tabela de seleo de boiler eltrico de um fabricante.



18.3 Aquecedor Solar O 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:



19. SISTEMAS DE DISTRIBUIO DE GUA QUENTE Quando 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 no projeto 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 pode ser 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 pelas colunas de abastecimento e ramifica-se para os aparelhos e/ou pontos de consumo localizados nos pavimentos correspondentes. Na cobertura (telhado) faz-se uma derivao para o retorno da gua ao reservatrio (storage). Sistema descendente: a gua proveniente do reservatrio (storage) vai a um barrilete na cobertura (telhado) de onde descem prumadas (colunas) que iro fornecer (alimentar) os aparelhos e/ou pontos de consumo localizados nos pavimentos correspondentes. As prumadas (colunas) se renem no pavimento onde se localiza o reservatrio (storage) para aliment-lo novamente com a gua consumida. Uma bomba intercalada na alimentao de gua quente do barrilete fornece a energia para compensar as perdas de carga e permitir a recirculao contnua com velocidade e vazo adequada. sistema muito empregado em edifcios de vrios pavimentos, pois proporciona um reduzido gasto de tubulao. Sistema misto ou circuito fechado: empregado em grandes edifcios com vrios pavimentos, mas se faz necessrio que os aparelhos de utilizao estejam na mesma prumada (coluna). Ligam-se os aparelhos de pavimentos alternados tubulao ascendente e tubulao descendente. A tubulao de retorno ligada ao tubo ascendente um pouco abaixo da parte mais elevada da coluna, essa prolongando-se desempenhar papel de respiradouro (suspiro) na cobertura (telhado).



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

20. PRINCPIOS DE FUNCIONAMENTO DE GUA QUENTE O 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 de gua entre o reservatrio trmico e os coletores, que ocorre de forma expontnea por diferena de densidade entre a gua fria e a gua quente. A gua aquecida nos coletores sobe para o reservatrio trmico, enquanto a gua fria desce para ser aquecida nos coletores, em um processo contnuo, at que toda a gua do reservatrio atinja uma temperatura mxima. Neste tipo de sistema, o reservatrio trmico dever ter a sua parte inferior (geratriz, no caso de forma cilndrica) no mnimo 30 cm acima da parte alta do coletor (placa), para evitar a inverso de fluxo de gua durante a noite, o que ocasionaria o esfriamento de toda a gua do reservatrio trmico. 20.2 Funcionamento por Circulao forada. Neste processo, a circulao de gua entre os coletores (placas) e o reservatrio trmico forada por um conjunto de moto-bomba centrfuga (eltrica), podendo assim o reservatrio trmico situar-se em nvel inferior ao dos coletores. De qualquer forma, deve-se tomar a precauo de instalar uma vlvula de reteno no recalque da bomba para evitar a inverso do fluxo por termo-sifo durante a noite, o que provocaria o esfriamento da gua no reservatrio trmico. Para o acionamento automtico da moto-bomba, utiliza-se um controlador diferencial de temperatura com o sensor frio instalado na suco da bomba e o quente no coletor (placa).

PARTE 3.pdfPesoVazo PesoVazo Peso

Água fria e quente - manual para projetos

Documents