shp -agua fria

PROFESSORA: Cláudia Gurjão, DSc.

Universidade de Brasília Faculdade de Tecnologia

Departamento de Engenharia Civil e Ambiental

ÁGUA FRIA

SISTEMAS HIDRÁULICOS PREDIAIS

NORMAS NBR 5626/98 – Instalação predial de água fria.

•  Estabelece exigências e recomendações relativas ao projeto, execução e manutenção da instalação predial de água fria.

NBR 7198/93 – Instalação predial de água quente. •  Fixa exigências técnicas mínimas quanto à higiene, à segurança, à economia e ao conforto os usuários, pelas quais devem ser projetadas e executadas as instalações prediais de água quente.

NBR 13714/2000- Sistema de hidrantes e mangotinhos

para combate a incêndios. •  Es tabe lece r cond i ções m ín imas ex i g í ve i s pa ra dimensionamento, instalação, manutenção, aceitação e manuseio, bem como características dos componentes de sistema de hidrantes e mangotinho para combate a incêndio.

Instalação Predial de Água Fria Introdução Abastecimento de água para consumo humano foi preocupação dos

povos. As civilização habitavam e se desenvolvia próximo dos cursos d água.

Para ser considerada potável a água deve ter as seguintes

características: ü  Incolor, inodora e insípida; ü  Turbidez máxima: 5mg/l de SiO2; ü  Dureza total: 200mg/l de CaCO3; ü  pH e alcalinidade máxima: pH = 6 e isenção de alcalinidade; ü  Sólidos totais: máximo de 1000mg/l

Objetivos §  Fornecimento contínuo de água aos usuários em

quantidade suficiente; §  Limitação de valores de pressão e velocidade, definidos

na Norma Técnica, assegurando-se funcionamento da instalação e, evitando conseqüentes vazamentos e ruídos nas canalizações e aparelhos;

§  Preservar a qualidade da água através de técnicas de distribuição e armazenagem propiciando aos usuários boas condições de higiene, saúde e conforto.

Etapas de Projeto

Ø  Podem-se considerar três etapas na realização de projeto de instalação predial de água fria:

a)  Concepção de projeto; b)  Determinação de vazão e; c)  dimensionamento

Concepção de Projeto

Ø Etapa mais importante de projeto, fase em que deve definir: tipo de prédio e utilização, capacidade atual e futura, tipo de abastecimento, pontos de utilização, distribuição, localização de reservatórios, canalizações e aparelhos.

Projeto de Instalações prediais

Ø Segundo a NBR 5626, o projeto das instalações prediais de água fr ia compreende memorial descritivo e justificativo, cálculos, norma de execução, e s p e c i f i c a ç õ e s d e m a t e r i a i s e equ ipamentos , p lan tas , esquema hidráulicos, desenhos isométricos, detalhes.

§  Rede pública de distribuição de água

§  Ramal predial §  Hidrômetro §  Ramal de alimentação §  Reservatório Inferior §  Sistema de recalque

ü Motobombas ü Canalização de sucção ü Canalização de recalque

§  Reservatório superior §  Extravasor (“Ladrão”) §  Colar ou barrilete §  Coluna §  Ramal §  Sub-ramal

Partes componentes de uma instalação de água fria

Parte constituinte de uma Intalação Predial

Esquema Vertical

Planta Baixa e Isométrico

Especificação e considerações a respeito de tubulação utilizada

De acordo com a NBR 5626, os tubos como as

conexões, constituintes de instalação predial de água fria, podem ser de aço galvanizado, cobre, ferro fundido, PVC rígido ou de outros materiais, que satisfaçam a condição de que a pressão de serviço não deva ser superior a pressão estática no ponto considerado.

Água fria: Água à temperatura dada pelas condições do ambiente. Água potável: Água que atende ao padrão de potabilidade determinado pela Portaria nº 36 do Ministério da Saúde.

•  ÁGUA FRIA:

Fonte: NBR 5626/98

As instalações devem ser projetadas de modo a : •  Garantir a potabilidade da água do sistema de abastecimento e do sistema de distribuição; •  Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade suficiente, com pressões e velocidades adequadas e compatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos, das peças de utilização etc; •  Promover conforto aos usuários (níveis de ruído aceitáveis e peças convenientemente adotadas); •  Proporcionar facilidade de manutenção, operação e futuros acréscimos; •  Possibilitar economia de água, energia e manutenção.

INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA

A) DADOS PARA O PROJETO 1)  Sistema de Abastecimento 2)  Sistemas de Distribuição 3)  Consumo Predial 4)  Capacidade dos Reservatórios 5)  Vazão das peças de Utilização 6)  Consumo máximo Provável 7)  Instalações Mínimas 8)  Pressão de Serviço 9)  Pressões Máximas e Mínimas 10)  Velocidade Máxima 11)  Separação Atmosférica

A) DADOS PARA O PROJETO

1) Sistema de Abastecimento

Distribuidor Público Fonte Particular

- Potabilidade.

2) Sistemas de Distribuição

cavalete

rede pública

cx.água

cavalete

rede pública

cx.água

cavalete

rede públicacx. água inferior

Bomba

boia

•  DIRETO

•  MISTO

•  INDIRETO

•  HIDROPNEUMÁTICO

A) DADOS PARA O PROJETO

cx.água

cavalete

rede pública

A capacidade dos reservatórios de uma instalação predial de água fria deve ser estabelecida levando-se em consideração o padrão de consumo de água no edifício e, onde for possível obter informações, a freqüência e duração de interrupções do abastecimento.

Nº de ocupantes - função das características da edificação;

Cd = Cp x n Onde: Cd = consumo diário (L/dia) Cp = consumo per capta n = número de ocupantes * Recomendação: Cd < Reservação total < 3 x Cd (Fator Econômico)

3) Consumo Predial

A) DADOS PARA O PROJETO

Capacidade de reservação total (Rt): É aconselhável prevermos reservatórios com capacidade suficiente para 2 dias, não devendo ser superior a 3 vezes o consumo diário;

Incêndio / Piscinas / Água quente: reservas podem ser feitas no mesmo reservatório de água fria, sendo estes volumes adicionais acrescidos às previsões do consumo de água fria. A reserva de incêndio estimada em 15 a 20 % do consumo diário

Divisão do volume de água armazenado: Inferior: (3/5) 0,60 da reservação total – Ri = 0,60Rt;

Superior: (2/5) 0,40 da reservação total – Rs = 0,40Rt;

4) Capacidade dos reservatórios

A) DADOS PARA O PROJETO

A) DADOS PARA O PROJETO 5) Vazão das Peças de Utilização

As peças de utilização são projetadas para funcionar mediante certa vazão, que não deverá ser inferior à...

A) DADOS PARA O PROJETO 6) Consumo Máximo Provável - este método considera

difícil a utilização de todas as peças de utilização ao mesmo tempo.

A) DADOS PARA O PROJETO 6) Consumo Máximo Provável

A expressão seguinte , extraída da Norma, dá uma idéia da vazão provável em função dos “pesos” atribuídos às peças de utilização:

Q = C √ΣP Onde: Q = vazão em l/s C = coeficiente de descarga = 0,30 l/s ΣP = soma dos pesos de todas as peças de utilização alimentadas através do trecho considerado

CONHECIDAS AS VAZÕES PODEMOS UTILIZAR O ÁBACO. (vazões e diâmetros em função dos pesos)

A) DADOS PARA O PROJETO

6) Consumo Máximo Provável

A) DADOS PARA O PROJETO 7) Instalações Mínimas

A seguir uma tabela de origem americana, que dá as exigências mínimas das peças de utilização. É importante para o projetista do prédio, pois fornece dados para o dimensionamento das instalações sanitárias. Uma bacia sanitária, um lavatório, um chuveiro, uma pia de cozinha, um ralo sifonado e um tanque. Deve-se respeitar o número mínimo de aparelhos para cada tipo de edificação.

A) DADOS PARA O PROJETO 8) Pressão de Serviço

As peças de utilização são projetadas de modo a funcionar com pressões estática ou dinâmica preestabelecidas. A pressão estática só existe quando há fluxo de água e a pressão dinâmica resulta quando as peças estão em funcionamento.

A) DADOS PARA O PROJETO 9) Pressões Máximas e Mínimas

Em edifícios mais altos onde as pressões estáticas ultrapassam os valores citados anteriormente, há necessidade de provocar uma queda de pressão. Para isso, podemos aumentar a perda de carga, introduzindo no sistema válvulas redutoras de pressão ou caixas intermediárias. A pressão estática máxima admissível pela NB-92 é de 40 m de coluna d’água (400 kPa).

A) DADOS PARA O PROJETO 9) Pressões Máximas e Mínimas

A) DADOS PARA O PROJETO 10) Velocidade Máxima

As velocidades máximas nas tubulações não devem ultrapassar 2,5 m/s nem os valores resultantes da fórmula:

V = 14D

Onde: V = velocidade m/s; D = diâmetro nominal m.

Tab 1.7 (copia)

11) Separação Atmosférica

A NB-92 exige que haja uma separação atmosférica, computada na vertical entre a saída d’água da peça de utilização e o nível de transbordamento dos aparelhos sanitários, caixas de descarga e reservatórios. Esta separação mínima deve ser de duas vezes o diâmetro da peça de utilização.

A) DADOS PARA O PROJETO

11) Separação Atmosférica

A) DADOS PARA O PROJETO

RETROSIFONAGEM ACIDENTE

1)  Encanamentos de Recalque 2)  Encanamentos de Sucção 3)  Ramal Predial (de entrada) 4)  Diâmetro dos Sub-ramais 5)  Diâmetro dos Ramais 6)  Das Colunas 7)  Do Barrilete

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

Fórmula de Forschheimmer:

Onde: Dr – diâmetro da tubulação de recalque (m) Q – vazão de recalque (m³/s) h – nº de horas de funcionamento da moto-bomba (horas)

NBR 5626/82: Q = 15% de Cd

Chama-se recalque o encanamento que vai da bomba ao reservatório superior.

Como dado prático, podemos tomar 20% de Cd o que obriga a bomba a funcionar durante 5 horas, para recalcar o consumo diário.

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS 1)  Encanamentos de Recalque

A tubulação de sucção não é dimensionada. Adota-se simplesmente o diâmetro comercialmente disponível, imediatamente superior ao diâmetro de recalque.

Exemplo: recalque: 2” sucção: 2 ½”

2) Encanamentos de Sucção

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

•  Vazão é suficiente para suprir o consumo diário por 24 horas Onde: Qmin = vazão mínima (L/s) Cd – consumo diário (L)

86400mindCQ =

VQDπmin

min4

=•  Diâmetro mínimo: Onde: Dmin – diâmetro mínimo Qmin - vazão mínima (L/s) V – velocidade (m/s) * Recomendação – 0,6 < V < 1,0

3) Ramal Predial (de entrada)

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

A tubulação de sucção não é dimensionada. Adota-se simplesmente o diâmetro comercialmente disponível, imediatamente superior ao diâmetro de recalque.

4) Diâmetro dos Sub-ramais SUB-RAMAL: são tubulações que ligam os ramais às peças de utilização ou aparelhos sanitários.

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

RAMAIS: são tubulações derivadas da coluna de alimentação e que servem a conjuntos de aparelhos.

Há dois processos pelos quais podemos dimensionar um ramal:

a) Consumo máximo provável

b)  Consumo máximo possível

5) Diâmetro dos Ramais

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

•  Considera-se que todas as peças funcionem simultaneamente

•  Considera-se difícil que t o d a s a s p e ç a s f u n c i o n e m simultaneamente

a) Consumo máximo provável

5) Diâmetro dos Ramais

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

Q = C √ΣP

FÓRMULA - pesos

ÁBACO

b) Consumo máximo possível

5) Diâmetro dos Ramais

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

a) Somatório das vazões pre-estabelecidas;

b) Verificação da percentagem de máxima provável de uso (gráfico);

c) Determina a vazão possível pela multiplicação desta percentagem pela vazão possível;

d) Determina o diâmetro pelo ábaco.

b) Consumo máximo possível 5) Diâmetro dos Ramais

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

5) Diâmetro dos Ramais b) Consumo máximo possível

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

6) Das Colunas (Método de Hunter) As colunas são dimensionadas trecho por trecho e, para isso, será útil já dispormos do esquema vertical de instalação, com as peças que serão atendidas em cada coluna. É bom lembrar que, ao invés de ramais longos, é preferível criar novas colunas. Devemos evitar colocar em uma mesma coluna vasos sanitários com válvulas de descarga e aquecedores, pois, devido ao golpe de ariete*, estes ficarão avariados em pouco tempo, além do inconveniente de o piloto apagar por queda de pressão.

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

6) Das Colunas (Método de Hunter)

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

Será sempre recomendável projetar, nos banheiros, uma coluna atendendo somente as válvulas e outra para atender as demais peças. A NB-92 sugere uma planilha de cálculo das colunas que facilita o dimensionamento, além da constatação das velocidades e vazões máximas e a pressão dinâmica a jusante.

Devemos observar os seguintes procedimentos de cálculo:

6) Das Colunas (Método de Hunter)

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

a) numerar a coluna; b) marcar com letras os trechos em que haverá derivações para os ramais; c) somar os pesos de todas as peças de utilização; d) juntar os pesos acumulados no trecho; e) determinar a vazão, em litros por segundo, usando o ábaco para cálculo das tubulações usando o peso; f) arbitrar um diâmetro D (mm); g) obter os outros parâmetros hidráulicos, ou seja, velocidade V, em m/s, e a perda de carga J, em m/m (Pelos ábacos de FAIR-WHIPPLE-HSAIO), conhecidos o diâmetro e a vazão; caso a velocidade seja superior a 2,5 m/s, deve-se escolher um diâmetro maior.

6) Das Colunas (Método de Hunter)

6) Das Colunas (Método de Hunter)

6) Das Colunas (Método de Hunter)

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

h) para saber o comprimento real L da tubulação, basta medirmos na planta, indicando o comprimento em m; i) o comprimento equivalente é resultante das perdas localizadas nas conexões, registros, válvulas, etc., e representa um acréscimo ao comprimento real (usando os gráficos de perda de carga localizadas); j) o comprimento total Lt é a soma do comprimento real com o equivalente; l) a pressão disponível no ponto considerável representa a diferença de nível entre o meio do reservatório e este ponto. É medido em metros de coluna de água (mca); m) a perda de carga unitária, em mca, é obtida do modo indicado pelo item g;

6) Das Colunas (Método de Hunter)

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

n) a perda de carga de carga total, em mca, é obtida multiplicando-se o comprimento total (item f) pela perda de carga unitária (item m), ou seja:

o) de posse da pressão disponível (item l), subtraindo a perda de carga total (item n), temos a pressão dinâmica a jusante, em mca. Esta pressão deve ser verificada para cada peça para verificar se está dentro dos limites especificados na das pressões máx e mínimas.

Hp = J x Lt

7) De Barrilete

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

Chama-se barrilete o cano que interliga as duas metades da caixa-d’água e de onde partem as colunas de água. Podem ser do tipo ramificado e do tipo concentrado.

7) De Barrilete

B) DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

O barrilete pode ser dimensionado segundo dois métodos:

1. Método de Hunter, pelo qual fixamos a perda de carga

em 8% e calculamos a vazão como se metade da caixa atendesse à metade das colunas. Conhecendo J e Q, entramos no ábaco de Fair-Whipple-Hsaio, calculando o diâmetro D;

2. Método das seções equivalentes, pelo qual consideramos os diâmetros encontrados para as colunas de modo que a metade seja atendida pela metade da caixa. Este segundo método, às vezes, conduz a diâmetros um pouco exagerados.

Diâmetros Usuais - Perdas de carga: perda de energia ao longo do percurso. É dividida em:

Distribuída: perda de carga ao longo da tubulação devido ao atrito da água. São obtidas por meio de ábacos (ábaco de Flamant) ou pelas formulações de Fair-Whipple-Hsiao.

Localizada: perdas pontuais ocorridas nas conexões. É obtida por meio de tabela da norma NBR 5626/98 que fornece as perdas localizadas diretamente em comprimento equivalente de canalização.

DISTRIBUÍDA:

-Tubos rugosos:

J = 20,2 x 105 x Q1,88 x D-4,88

- Tubos lisos:

J = 8,69 x 105 x Q1,75 x D-4,75

EXEMPLO:

Sistema de reuso de águas servidas (pavimento térreo)

Sistema de reuso de água cinza (mais de um pavimento)