apostila notas de aulas - instalações hidráulicas prediais(prof marcio mendes)

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Prof. Márcio Mendes Notas de Aula Instalações Hidráulicas Prediais Belo Horizonte Janeiro de 2012

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Page 1: Apostila Notas de Aulas - Instalações Hidráulicas Prediais(Prof Marcio Mendes)

Prof. Márcio Mendes

Notas de Aula

Instalações Hidráulicas Prediais

Belo Horizonte

Janeiro de 2012

Page 2: Apostila Notas de Aulas - Instalações Hidráulicas Prediais(Prof Marcio Mendes)

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 1

2 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS DE ÁGUA FRIA ................................... 2

2.1 Definições ......................................................................................................... 2

2.1.1 Tipos de Alimentação Predial .................................................................. 3

2.2 Critérios de Projeto ........................................................................................... 4

2.2.1 Ligações Prediais .................................................................................... 4

2.2.2 Consumo Diário ....................................................................................... 5

2.2.3 Vazões dos Ramais e Sub-Ramais ......................................................... 7

2.2.4 Vazões das Colunas e Barriletes ............................................................. 7

2.2.5 Vazão do Alimentador Predial ................................................................. 8

2.2.6 Vazão da Instalação Elevatória ............................................................... 8

2.2.7 Velocidade Máxima ................................................................................. 8

2.2.8 Pressões Máxima e Mínima ..................................................................... 8

2.2.9 Perdas de Carga ...................................................................................... 9

2.3 Dimensionamento das Tubulações ................................................................. 10

2.3.1 Tubulações de Recalque e Sucção ....................................................... 12

2.3.2 Tubulações de Limpeza e de Extravasão do Reservatório.................... 12

2.3.3 Capacidade dos Reservatórios .............................................................. 13

2.4 VERIFICAÇÃO DO DIMENSIONAMENTO ..................................................... 14

2.5 DETALHE DE PRESERVAÇÃO SANITÁRIA ................................................. 15

2.6 MATERIAIS UTILIZADOS NOS TUBOS, CONEXÕES E JUNTAS ................ 15

2.7 Exercícios ........................................................................................................ 16

2.8 Trabalho 1 ....................................................................................................... 18

3 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE .......................... 19

3.1 Definições ....................................................................................................... 20

3.1.1 Tipos de Sistemas de Aquecimento ...................................................... 20

3.1.2 Tipos de Aquecedores ........................................................................... 20

3.2 Critérios de Projeto ......................................................................................... 20

3.2.1 Temperatura da Água para o Uso ......................................................... 21

3.2.2 Consumo Diário de Água Quente (morna) ............................................ 21

3.2.3 Vazões de Dimensionamento das Tubulações ...................................... 21

3.2.4 Velocidade Máxima ............................................................................... 22

3.2.5 Pressões Máxima e Mínima ................................................................... 22

3.2.6 Perdas de Carga .................................................................................... 22

3.3 Dimensionamento das Tubulações ................................................................. 23

3.3.1 Capacidade dos Reservatórios .............................................................. 23

3.4 Verificação do Dimensionamento ................................................................... 24

3.5 Materiais Utilizados nos Tubos, Conexões e Juntas ....................................... 24

3.6 Exercícios ........................................................................................................ 25

3.7 Trabalho 2 ....................................................................................................... 25

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__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

4 INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ESGOTO SANITÁRIO .......................................... 26

4.1 Definições ....................................................................................................... 26

4.2 Critérios de Projeto ......................................................................................... 27

4.2.1 Terminologia das Tubulações de Esgoto............................................... 29

4.3 Dimensionamento das Tubulações ................................................................. 30

4.3.1 Dimensionamento dos Ramais de Descarga e de Esgoto..................... 30

4.3.2 Dimensionamento do Tubo de Queda ................................................... 30

4.3.3 Dimensionamento do Coletor e Subcoletor Predial ............................... 31

4.3.4 Dimensionamento da Ventilação ........................................................... 32

4.3.5 Dimensionamento da Caixa ou Ralo Sifonado (CS) .............................. 34

4.3.6 Dimensionamento da Caixa Retentora de Gordura (CG) ...................... 35

4.3.7 Dimensionamento da Caixa de Inspeção (CI) ....................................... 35

4.3.8 Dimensionamento da Caixa de Passagem (CP).................................... 36

4.4 Exercícios ........................................................................................................ 37

5 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS DE ÁGUAS PLUVIAIS ........................................ 38

5.1 Definições ....................................................................................................... 38

5.2 Critérios de Projeto ......................................................................................... 39

5.2.1 Intensidade Pluviométrica ...................................................................... 39

5.2.2 Área de Contribuição ............................................................................. 40

5.2.3 Características de Impermeabilização do Local .................................... 40

5.2.4 Vazão de Projeto ................................................................................... 41

5.3 Dimensionamento ........................................................................................... 41

5.3.1 Dimensionamento das Calhas ............................................................... 41

5.3.2 Dimensionamento das Condutores Verticais ......................................... 43

5.3.4 Dimensionamento das Caixas de Areia ou de Inspeção ....................... 45

5.4 Exercícios ........................................................................................................ 46

5.5 Trabalho 3 ....................................................................................................... 47

6 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS DE PREVENÇÃO E COMBATE A INCÊNDIOS . 48

6.1 Definições ....................................................................................................... 49

6.2 Tipos de Sistema de Prevenção e Combate a Incêndio ................................. 49

6.3 Instalações Sob Comando .............................................................................. 49

6.3.1 Dimensionamento dos Hidrantes ........................................................... 50

6.3.2 Dimensionamento das Tubulações ........................................................ 52

6.4 Instalação Automática ..................................................................................... 53

6.5 Reserva de Água para Combate a Incêndio ................................................... 53

6.6 Exercícios ........................................................................................................ 60

6.7 Trabalho 4 ....................................................................................................... 60

7 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS DE GLP ............................................. 61

7.1 Introdução ....................................................................................................... 61

7.2 Distribuição de GLP ........................................................................................ 61

7.3 Instalações de GLP ......................................................................................... 61

7.3.1 Residência de Porte Pequeno e Médio ................................................. 61

7.3.2 Residência de Grande Porte ................................................................. 62

7.3.3 Prédios de Apartamentos ...................................................................... 62

7.4 Exigências Quanto às Instalações de GLP ..................................................... 62

BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................... 63

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1

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

1 INTRODUÇÃO A história nos mostra que os primeiros homens procuravam viver próximo às

fontes de água e já estudavam meios de trazê-la às povoações, cada vez maiores. A água sempre teve um papel de grande importância na sobrevivência e na

evolução do homem. Na sobrevivência, porque sem ela não existiria vida animal. Na evolução, porque ela é elemento fundamental para o desenvolvimento da qualidade de vida do homem. Ela é responsável pela higiene e limpeza de cada um; tem larga aplicação na indústria; é utilizada para irrigação dos campos; é o principal meio para combate a incêndios; enfim, é parte vital, em todos os sentidos, no nosso meio de vida.

A Organização Mundial de Saúde (OMS) define saúde como sendo: “um estado de completo bem estar físico, mental e social, e não apenas a ausência de doenças ou enfermidades”.

Desta forma, os edifícios normalmente são dotados de instalações destinadas ao conforto, à higiene e a segurança dos seus usuários. Logo, uma instalação sanitária mal projetada ou mal executada poderá ocasionar riscos à saúde, através da contaminação ou introdução de materiais indesejáveis na água.

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__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

2 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS DE ÁGUA FRIA A instalação predial de água fria tem por objetivo distribuir por toda a

edificação água para uso e consumo humano, garantindo a qualidade, a potabilidade e quantidade. A norma brasileira que regulamenta os projetos de instalações hidráulicas prediais é a NBR 5626, da ABNT.

O projeto de instalações hidráulicas prediais de água fria deve ser elaborado, supervisionado e de responsabilidade de profissional de nível superior legalmente habilitado pelas leis do país.

As instalações hidráulicas prediais de água fria devem ser projetadas e construídas de modo a:

garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade suficiente, com pressões e velocidades adequadas ao perfeito funcionamento das peças de utilização e do sistema de tubulações;

preservar rigorosamente a qualidade de água do sistema de abastecimento; preservar o máximo conforto dos usuários, incluindo-se a redução dos níveis

de ruídos. O projeto das instalações prediais de água fria deve ser desenvolvido em 3

etapas: a) concepção do projeto; b) determinação das vazões; c) dimensionamento. O desenvolvimento do projeto das instalações de água fria deve ser

conduzido concomitantemente, e em conjunto (ou em equipe de projeto), com os projetos de arquitetura, estruturas e de fundações do empreendimento, de modo que se consiga a mais perfeita harmonia entre todas as exigências técnico-econômicas envolvidas.

Os equipamentos e reservatórios devem ser adequadamente localizados tendo em vista as suas características funcionais, a saber: espaço; iluminação; ventilação; proteção sanitária; operação e manutenção.

Só é permitida a localização de tubulações solidária à estrutura se não forem prejudicadas pelos esforços ou deformações próprias dessa estrutura.

As passagens através da estrutura devem ser previstas e aprovadas por seu projetista. Tais passagens devem ser projetadas de modo a permitir a montagem e a desmontagem das tubulações em qualquer ocasião.

Indica-se, como a melhor solução para a localização das tubulações, a sua total independência das estruturas e das alvenarias.

2.1 Definições Peças de Utilização: São dispositivos ligados aos sub-ramais para permitirem

a utilização da água. Alimentador Predial: Tubulação compreendida entre o ramal predial e a

primeira derivação ou registro de bóia do reservatório.

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__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

Barrilete: Conjunto de tubulações que se origina no reservatório e do qual se derivam as colunas de distribuição.

Coluna de Distribuição: Tubulação derivada do barrilete e destinada a alimentar ramais.

Consumo Diário: Valor médio de água consumida num período de 24 horas em decorrência de todos os usos do edifício no período.

Ponto de Utilização: Extremidade a jusante do sub-ramal. Rede predial de distribuição: Conjunto de tubulações, compreendido pelos

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

Ramal: Tubulação derivada da coluna de distribuição e destinada a alimentar os sub-ramais.

Ramal Predial: Tubulação compreendida entre a rede pública de abastecimento e a instalação predial.

Retro-sifonagem: Refluxo de águas servidas, poluídas ou contaminadas, para o sistema de consumo, em decorrência de pressões negativas.

Sub-ramal: Tubulação que liga o ramal à peça de utilização ou à ligação do aparelho sanitário.

Figura 2.1 – Definições em Instalações Hidráulicas Prediais de Água Fria

2.1.1 Tipos de Alimentação Predial Sistema de Distribuição Direta: A alimentação da rede predial de distribuição

é feita diretamente da rede pública de abastecimento (sem reservação). Sistema de Distribuição Indireta por Gravidade: A alimentação da rede predial

de distribuição é feita através de reservatório superior. Sistema de Distribuição Indireta com Bombeamento: A alimentação da rede

predial de distribuição é feita a partir de reservatório superior, o qual é alimentado por bombeamento, através de um reservatório inferior.

Recomenda-se que se dispense a existência de reservatório inferior sempre que for possível alimentar continuamente o reservatório superior diretamente pelo alimentador predial.

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__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

Figura 2.2 – Sistemas Prediais de Distribuição de Água

2.2 Critérios de Projeto Um projeto de instalação hidráulica predial de água fria se desenvolve,

normalmente, em quatro fases. Na primeira delas são definidos os pontos de utilização da água fria, o tipo de sistema de distribuição, a localização dos reservatórios, equipamentos e tubulações. Na fase seguinte é realizada a determinação e capacidades dos equipamentos. Na terceira faze é feito o dimensionamento, e por fim as verificações das condições de funcionamento de toda a instalação.

2.2.1 Ligações Prediais A Tabela 2.1, a seguir, apresenta os diâmetros dos ramais prediais exigidos

pela COPASA MG, conforme padrões apresentados na Figura 2.3.

Tabela 2.1 – Diâmetro do Ramal Predial (COPASA MG)

Número de Economias 1 Diâmetro do Ramal Predial

Residencial Comercial

1 a 25

26 a 35

36 a 50

51 a 100

acima de 100

1 a 126

127 a 180

181 a 360

361 a 540

acima de 540

½” – 15 mm

¾” – 20 mm

1” – 25 mm

2” – 50 mm

a ser estudado pela COPASA MG 1 Economia é cada uma das unidades residenciais ou comerciais

Rede Pública Bomba

Sistema de Distribuição Direta

Sistema de Distribuição Indireta por Gravidade

Rede Pública Rede Pública

Sistema de Distribuição Indireta por Bombeamento

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__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

a) Modelo Cavalete (sobre o piso) b) Modelo Embutido (no muro ou mureta)

Figura 2.3 – Padrão COPASA MG Recomenda-se que o projetista consulte sempre as normas da

concessionária de água local para detalhar a ligação predial.

2.2.2 Consumo Diário O consumo diário de uma edificação deve ser calculado através da equação:

qPCd ×= (1)

onde: Cd é o consumo diário da edificação (l/dia); P é a população de ocupação da edificação; e q é o consumo “per capita” (l/dia).

A população de uma edificação e o consumo “per capita” podem ser estimados através do tipo e natureza do imóvel, conforme apresentado nas Tabela 2.2 e 2.3, respectivamente.

Tabela 2.2 – Taxa de Ocupação de Acordo com a Natureza do Local

Natureza do Local Taxa de Ocupação

Residências uni-familiar

Prédio de apartamentos

Prédio de Escritórios:

- uma só entidade locadora

- mais de uma entidade locadora

Restaurantes

Teatros e cinemas

Lojas (pavimentos térreos)

Lojas (pavimentos superiores)

Supermercados

Shopping centers

Salões de hotéis

Museus

2 pessoas por quarto e 1 por quarto de empregada

2 pessoas por quarto

1 pessoa por 7,0 m² de área

1 pessoa por 5,0 m² de área

1 pessoa por 1,5 m² de área

1 cadeira para cada 0,7 m² de área

1 pessoa por 2,5 m² de área

1 pessoa por 5,0 m² de área

1 pessoa por 2,5 m² de área

1 pessoa por 5,0 m² de área

1 pessoa por 6,0 m² de área

1 pessoa por 8,0 m² de área

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__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

Tabela 2.3 – Estimativa do Consumo Diário “Per Capita”

Tipo de Edificação Unidade Consumo (l/dia)

1. Serviços Domésticos

Apartamentos

Apartamentos de Luxo

Residência de Luxo

Residência de Médio Valor

Residência Populares

Alojamentos Provisórios de Obras

Apartamento do Zelador

“per capita”

por dormitórios

por quarto de empregada

“per capita”

“per capita”

“per capita”

“per capita”

“per capita”

200

300 a 400

200

300 a 400

150

120 a 150

80

600 a 1.000

2. Serviços Públicos

Edifícios de Escritórios

Escolas, Internatos

Escolas, Externatos

Escolas, Semi-Internatos

Hospitais e Casas de Saúde

Hotéis com Cozinha e Lavanderia

Hotéis sem Cozinha e Lavanderia

Lavanderias

Quartéis

Cavalarias

Restaurantes

Mercados

Garagens e Postos de Serviços para Automóveis

Rega de Jardins

Cinemas, Teatros

Igrejas

Ambulatórios

Creches

por ocupante efetivo

“per capita”

por aluno

por aluno

por leito

por hóspede

por hóspede

por kg de roupa seca

por soldado

por cavalo

por refeição

por m2 de área

por automóvel

por m2 de área

por lugar

por lugar

“per capita”

“per capita”

50 a 80

150

50

50

250

250 a 350

120

30

150

100

25

5

100

1,5

2

2

25

50

3. Serviços Industriais

Fábricas (uso pessoal)

Fábricas com restaurante

Usinas de Leite

Matadouros

Matadouros de Pequeno Porte

por operário

por operário

por litro de leite

por animal abatido

por animal abatido

70 a 80

100

5

300

150

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__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

2.2.3 Vazões dos Ramais e Sub-Ramais O dimensionamento dos ramais e sub-ramais deve ser feito a partir da vazão

mínima necessária para o ponto de utilização da instalação hidráulica predial. Para tanto, são apresentados na Tabela 2.4, a seguir, os valores de vazão mínima necessária para o funcionamento de diversas peças e pontos de utilização.

Além disso, nesta mesma tabela, são apresentados os pesos (valores de ponderação) para as diversas peças e pontos de utilização de água.

Tabela 2.4 – Vazões e Pesos Relativos aos Pontos de Utilização

Peça ou Ponto de Utilização Vazão (l/s) Peso (P)

Bebedouro

Bica de Banheira

Bidê

Caixa de descarga para bacia sanitária ou mictório não aspirante

Chuveiro

Máquina de lavar roupa ou prato

Torneira ou misturador (água fria) de lavatório

Torneira ou misturador (água fria) de pia de cozinha

Torneira de pia de despejo ou tanque de lavar roupa

Válvula de descarga para bacia sanitária

Válvula de descarga para mictório auto-aspirante

Válvula de descarga ou registro para mictório não aspirante

0,05

0,30

0,10

0,15

0,20

0,30

0,20

0,25

0,30

1,90

0,50

0,15

0,1

1

0,1

0,3

0,5

1

0,5

0,7

1

40,0

2,8

0,3

2.2.4 Vazões das Colunas e Barriletes As vazões de dimensionamento das colunas e barriletes devem levar em

conta a possibilidade de uso dos pontos de utilização, ou seja, deve-se considerar o uso simultâneo das peças (internatos, clubes, quartéis) e o uso não simultâneo das peças (possibilidade menor que 100%).

Para a primeira situação (uso simultâneo) a vazão de cada trecho deve ser a soma das vazões dos pontos que estão sendo utilizados.

Para a situação de uso não simultâneo considera-se o método da vazão máxima provável, pois, esse método considera difícil que todas as peças de utilização, alimentadas pelo mesmo ramal, funcionem simultaneamente e que a probabilidade de uso simultâneo decresce com o acréscimo do número de peças.

Desta forma, o método adotado pela norma utiliza a fórmula apresentada a seguir:

∑⋅= P30,0Q (2)

onde Q é a vazão (l/s) e P são os pesos das diversas peças ligadas ao trecho analisado.

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__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

2.2.5 Vazão do Alimentador Predial A vazão do alimentador predial é definida conforme o sistema de

abastecimento: Abastecimento Direto: a vazão do alimentador predial é calculada utilizando-

se a equação (2); Abastecimento Indireto por Gravidade: a vazão do alimentador predial deve

ser suficiente para atender o consumo diário do prédio no período de 24 horas; Abastecimento Indireto por Bombeamento: a vazão do alimentador predial

deve ser igual aquela determinada para a instalação elevatória.

2.2.6 Vazão da Instalação Elevatória Conforme orientação da norma, o sistema elevatório deverá ter uma vazão

mínima horária igual a 15% do consumo diário, ou seja, o sistema deverá funcionar durante 6,66 horas por dia. (para a bomba o dia deverá ter no máximo 6,66 h)

Baseado na experiência pode-se adotar: a) prédios de apartamentos e hotéis: 3 períodos de 1,5 horas (= 4,5 h); b) prédios de escritórios: 2 períodos de 2 horas (= 4 h); c) hospitais: 3 períodos de 2 horas (= 6 h).

2.2.7 Velocidade Máxima Segundo a norma, a velocidade máxima do escoamento não pode ultrapassar

a 3,0 m/s, pois, acima desse valor provoca ruído desagradável, desgastes excessivos da tubulação e golpe de aríete.

2.2.8 Pressões Máxima e Mínima Conforme a norma, as pressões máximas e mínimas admitidas no interior das

tubulações do sistema de distribuição de água fria são: a) Pressão Estática Máxima: 400 kPa (≈ 40,8 mca); b) Pressão Dinâmica Mínima: 5 kPa (≈ 0,5 mca). Onde, pressão estática é aquela considerada quando não está havendo

escoamento e pressão dinâmica é aquela que ocorre quando está ocorrendo escoamento.

Além disso, devem-se levar em conta as pressões máximas e mínimas exigidas nos pontos de utilização, conforme apresentado na Tabela 2.5.

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__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

Tabela 2.5 – Pressão nos Pontos de Utilização

Pontos de Utilização

Pressão Dinâmica (kPa)

Pressão Estática (kPa)

Mín Máx Mín Máx

Aquecedor elétrico de alta pressão

Aquecedor elétrico de baixa pressão

Bebedouro

Chuveiro de DN = 15 mm

Chuveiro de DN = 20 mm

Torneira

Torneira de bóia para caixa de descarga DN = 15 mm

Torneira de bóia para caixa de descarga DN = 20 mm

Torneira de bóia para reservatórios

Válvula de descarga de baixa pressão

5

5

20

20

10

5

15

5

5

12

400

40

400

400

400

400

400

40

400

-

10

10

-

-

-

-

-

-

-

20

400

50

-

-

-

-

-

-

-

-

2.2.9 Perdas de Carga Para o cálculo das perdas de carga, ou seja, perda de energia ao longo do

escoamento, a norma indica o uso das fórmulas de Flamant (PVC ou cobre) e de Fair Whipple-Siao (aço e ferro fundido), cujas equações são apresentadas a seguir.

Além disso, deve-se utilizar o método dos comprimentos equivalentes para se considerar a perda de carga localizada.

LD

Q000824,0h

75,4

75,1

⋅⋅=∆ (para PVC ou cobre) (3)

LD

Q002021,0h

88,4

88,1

⋅⋅=∆ (para aço ou ferro fundido) (4)

onde: ∆h é perda de carga (m); Q é a vazão escoada (m³/s); D é o diâmetro do conduto (m); e L é a soma do comprimento total do conduto e dos comprimentos equivalentes de cada peça (m).

As Tabelas 2.6 e 2.7, a seguir, apresentam os valores dos comprimentos equivalentes para diversas peças conforme o valor do diâmetro.

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__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

Tabela 2.6 – Comprimentos Equivalentes (Leq) em Metros de Canalização de PVC Rígido ou Cobre Joelho 90º

Joelho 45º

Curva 90º

Curva 45º

Tê fluxo direto

Tê fluxo lateral

Tê fluxo bilateral

Saída de

Canali-zação

Entrada Normal

Entrada de

Borda

Registro gaveta aberto

Registro globo aberto

Registro de

Ângulo aberto

Válvula de pé com crivo

Válvula de

retenção leve

Válvula de

retenção pesada

(pol) (mm)

1/2 15 1,1 0,4 0,4 0,2 0,7 2,3 2,3 0,8 0,3 0,9 0,1 11,1 5,9 8,1 2,5 3,6

3/4 20 1,2 0,5 0,5 0,3 0,8 2,4 2,4 0,9 0,4 1 0,2 11,4 6,1 9,5 2,7 4,1

1 25 1,5 0,7 0,6 0,4 0,9 3,1 3,1 1,3 0,5 1,2 0,3 15 8,4 13,3 3,8 5,8

1 1/4 32 2 1 0,7 0,5 1,5 4,6 4,6 1,4 0,6 1,8 0,4 22 10,5 15,5 4,9 7,4

1 1/2 40 3,2 1,3 1,2 0,6 2,2 7,3 7,3 3,2 1 2,3 0,7 35,8 17 18,3 6,8 9,1

2 50 3,4 1,5 1,3 0,7 2,3 7,6 7,6 3,3 1,5 2,8 0,8 37,9 18,5 23,7 7,1 10,8

2 1/2 60 3,7 1,7 1,4 0,8 2,4 7,8 7,8 3,5 1,6 3,3 0,9 38 19 25 8,2 12,5

3 75 3,9 1,8 1,5 0,9 2,5 8 8 3,7 2 3,7 0,9 40 20 26,8 9,3 14,2

4 100 4,3 1,9 1,6 1 2,6 8,3 8,3 3,9 2,2 4 1 42,3 22,1 28,6 10,4 16

5 125 4,9 2,4 1,9 1,1 3,3 10 10 4,9 2,5 5 1,1 50,9 26,2 37,4 12,5 19,2

6 150 5,4 2,6 2,1 1,2 3,8 11,1 11,1 5,5 2,8 5,6 1,2 56,7 28,9 43,4 13,9 21,4

Peça

Diâmetro

Tabela 2.7 – Comprimentos Equivalentes (Leq), em Metros de Canalização de Aço Galvanizado ou Ferro Fundido

Joelho 90º

Joelho 45º

Curva 90º

Curva 45º

Tê fluxo direto

Tê fluxo lateral

Tê fluxo bilateral

Saída de

Canali-zação

Entrada Normal

Entrada de

Borda

Registro gaveta aberto

Registro globo aberto

Registro de

Ângulo aberto

Válvula de pé com crivo

Válvula de

retenção leve

Válvula de

retenção pesada

(pol) (mm)

1/2 15 0,4 0,2 0,2 0,2 0,3 1 1 0,4 0,2 0,4 0,1 4,9 2,6 3,6 1,1 1,6

3/4 20 0,6 0,3 0,3 0,2 0,4 1,4 1,4 0,5 0,2 0,5 0,1 6,7 3,6 5,6 1,6 2,4

1 25 0,7 0,4 0,3 0,2 0,5 1,7 1,7 0,7 0,3 0,7 0,2 8,2 4,6 7,3 2,1 3,2

1 1/4 32 0,9 0,5 0,4 0,3 0,7 2,3 2,3 0,9 0,4 0,9 0,2 11,3 5,6 10 2,7 4

1 1/2 40 1,1 0,6 0,5 0,3 0,9 2,8 2,8 1 0,5 1 0,3 13,4 6,7 11,6 3,2 4,8

2 50 1,4 0,8 0,6 0,4 1,1 3,5 3,5 1,5 0,7 1,5 0,4 17,4 8,5 14 4,2 6,4

2 1/2 60 1,7 0,9 0,8 0,5 1,3 4,3 4,3 1,9 0,9 1,9 0,4 21 10 17 5,2 8,1

3 75 2,1 1,2 1 0,6 1,6 5,2 5,2 2,2 1,1 2,2 0,5 26 13 20 6,3 9,7

4 100 2,8 1,5 1,3 0,7 2,1 6,7 6,7 3,2 1,6 3,2 0,7 34 17 23 8,4 12,9

5 125 3,7 1,9 1,6 0,9 2,7 8,4 8,4 4 2 4 0,9 43 21 30 10,4 16,1

6 150 4,3 2,3 1,9 1,1 3,4 10 10 5 2,5 5 1,1 51 26 39 12,5 19,3

Peça

Diâmetro

2.3 Dimensionamento das Tubulações As tubulações de instalações prediais de água fria devem ser dimensionadas

para trabalharem como condutos forçado, cujos diâmetros devem ser definidos para cada trecho, com o cuidado de serem sempre iguais ou superiores aos de trechos de jusante.

O critério para a definição dos diâmetros é baseado na velocidade máxima permitida para o escoamento, conforme apresentado no item 2.2.7.

A Tabela 2.8, a seguir, apresenta as vazões máximas admissíveis para cada diâmetro, considerando-se o critério de velocidade máxima.

Além disso, devem-se considerar diâmetros mínimos para cada peça de utilização conforme apresentado na Tabela 2.9, a seguir.

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11

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

Tabela 2.8 – Vazões Máximas em Função do Diâmetro Nominal

Diâmetros Vel. Máxima Vazão Máxima

(mm) (pol) (m/s) (l/s) (m³/dia)

15

20

25

32

40

50

60

75

100

125

150

½

¾

1

1 ¼

1 ½

2

2 ½

3

4

5

6

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

3,0

0,53

0,94

1,47

2,41

3,77

5,89

8,48

13,3

23,6

36,8

53,0

45

81

127

208

326

509

733

1149

2039

3180

4579

Tabela 2.9 – Diâmetro Mínimo por Peça de Utilização (Sub-Ramal)

Ponto de Utilização Diâmetro Mínimo

(mm) (pol)

Aquecedor de alta pressão

Aquecedor de baixa pressão

Banheira

Bebedouro

Bidê

Caixa de descarga

Chuveiro

Filtro de pressão

Lavatório

Máquina de lavar roupa ou prato

Mictório auto-aspirante

Mictório não aspirante

Pia de cozinha

Tanque de despejo ou de lavar roupa

Válvula de descarga

15

20

15

15

15

15

15

15

15

20

25

15

15

20

321

½

¾

½

½

½

½

½

½

½

¾

1

½

½

¾

1 ¼ 1 Para pressão estática disponível inferior a 30 kPa recomenda-se o diâmetro de 40 mm (1 ½ pol)

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12

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2.3.1 Tubulações de Recalque e Sucção No dimensionamento da tubulação de recalque, quando existir, indica-se a

utilização da fórmula da ABNT:

QX586,0D 4r ⋅⋅= (5)

onde: Dr é o diâmetro de referência (m); X é o número de horas de funcionamento da bomba por dia; e Q é a vazão da bomba (m³/s)

O diâmetro da tubulação de sucção deve ser no mínimo, um diâmetro comercial superior ao diâmetro de referência, enquanto o diâmetro de recalque deve ser igual ao diâmetro comercial igual ou inferior ao diâmetro de referência, ou seja: DSucção > Dr e DRecalque ≤ Dr.

2.3.2 Tubulações de Limpeza e de Extravasão do Rese rvatório A tubulação de limpeza do reservatório deve ser dimensionada em função do

tempo em que se deseja que o mesmo seja esvaziado. Considerando um reservatório de forma prismática, pode se utilizar a equação a seguir para o dimensionamento da tubulação de limpeza.

Ld

hg2AC

S2t ⋅

⋅⋅⋅⋅= (6)

onde: t é o tempo desejado para o esvaziamento do reservatório (s); S é a área da superfície de água do reservatório (m²); A é a área da seção a tubulação de limpeza (m²); Cd é o coeficiente de descarga do orifício (Cd ≈ 0,6); e hL é a altura de água sobre o eixo da saída da tubulação de limpeza (m), conforme apresentado na Figura 2.4, a seguir.

A tubulação de extravazão do reservatório é utilizada para se evitar um possível transbordamento do mesmo quando ocorrem defeitos no sistema de enchimento do mesmo. O seu dimensionamento depende da carga hidráulica acima do eixo de entrada na tubulação e o seu funcionamento pode se dar como vertedouros, orifícios, bocais e, até mesmo, como condutos forçados.

A expressão (6), a seguir, é utilizada para orifícios, bocais e tubos curtos, o que permite o cálculo da área da seção transversal necessária ao extravasor, quando este não for muito longo, ou seja, seu comprimento for inferior a 60 vezes o seu diâmetro.

Ed hg2ACQ ⋅⋅⋅⋅= (7)

onde: Q é a vazão que alimenta o reservatório (m³/s) Cd é o coeficiente de descarga do orifício (Cd ≈ 0,6); A é a área da seção transversal do extravasor (m²); e hE é a altura de água sobre o eixo da tubulação do extravasor (m), conforme apresentado na Figura 2.4, a seguir.

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__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

Figura 2.4 – Tubulações de Limpeza e Extravazão do Reservatório

Recomenda-se que o diâmetro da tubulação de extravazão deve ser superior

ao da tubulação prevista para a alimentação do reservatório. Além disso, recomenda-se que o seu deságüe seja feito livremente em local de fácil visualização, para que sejam tomadas providências quando ocorrer alguma anormalidade.

Caso o lançamento das águas extravasadas e/ou de limpeza seja feito no sistema de esgotamento sanitário, exige-se que haja uma separação atmosférica (distância vertical, sem obstáculos e através da atmosfera, entre a saída da tubulação e o nível de transbordamento) correspondente a 2 vezes o diâmetro interno do tubo extravasor e nunca menor que 30 cm.

2.3.3 Capacidade dos Reservatórios O volume acumulado no(s) reservatório(s) das edificações não pode(m) ser

inferior(es) ao volume consumido diariamente no prédio. Além disso, recomenda-se que o volume armazenado não ultrapasse a 3 vezes o consumo diário.

A determinação do consumo diário deve ser efetuada através da Tabela 2.3 e da equação (1). Logo, o cálculo do volume de armazenamento total pode ser feito considerando a equação a seguir.

t1000C

V dt ⋅= (8)

onde: Vt é o volume total armazenado (m³); C é o consumo diário (l/dia); e t é o tempo de armazenamento (dia).

Tubulação de Alimentação

Tubulação de Limpeza

Tubulação de Extravazão

NA normal

NA máximo

hE

hL

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__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

Desta forma, o volume de cada reservatório dependerá do tipo de sistema de distribuição.

Distribuição Indireta por gravidade: tRS VV =

Distribuição Indireta por Bombeamento: ( )

( )

⋅=⋅=

ttRI

ttRS

V60% V60,0V

V40% V40,0V

Os reservatórios devem ser construídos de tal forma que satisfaçam as

seguintes condições: a) preservem os padrões de higiene e segurança; b) sejam perfeitamente estanques; c) possuam paredes lisas, executadas com materiais que resistam ao ataque

da água; d) sempre providos de dispositivo do tipo tampa que impeça a entrada de

animais e corpos estranhos; e) devem ser providos de abertura, convenientemente localizada, que permita

o fácil acesso ao seu interior para inspeção e limpeza; f) sejam dotados de extravasor; g) tenham canalização para esgotamento e, quando a área do fundo for

superior a 2 m², este deverá ser inclinado a fim de permitir o seu perfeito esvaziamento;

h) devem ser construídos de tal forma a manter uma folga mínima de 0,60 m entre as suas paredes e qualquer obstáculo lateral, e entre o fundo e o local onde se apoia, para permitir inspeções.

2.4 VERIFICAÇÃO DO DIMENSIONAMENTO Após o dimensionamento do diâmetro de cada trecho da tubulação, faz-se

necessário a verificação das pressões máximas estáticas e das pressões mínimas dinâmicas, a partir dos dados de projeto e dos cálculos das perdas de carga ao longo do escoamento, conforme item 2.2.9.

A Tabela 2.10, a seguir, é sugerida para a verificação supracitada.

Tabela 2.10 – Planilha de Cálculo para Instalações Prediais de Água Fria Trecho Pesos Q

(l/s) D

(mm) v

(m/s) Comprimentos Piezom.

Mont. (mH2O)

∆h (m)

Piezom. Jusante (mH2O)

Elev. Jus. (m)

Pressão Disp.

(mH2O) Unit. Acum. Tubul. Peças Total

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 - Identificação do trecho; 2 - Valores dos pesos dos pontos de utilização ligados ao ramal; 3 - Soma dos pesos dos pontos de utilização ligados ao ramal com os pesos

dos trechos de jusante; 4 - Vazão no trecho; 5 - Diâmetro do trecho, a partir da vazão; 6 - Velocidade média no trecho, a partir do diâmetro adotado;

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7 - Comprimento da tubulação do trecho; 8 - Soma dos comprimentos equivalentes de cada peça do trecho; 9 - Soma dos comprimentos (8) e (9); 10 - Pressão Piezométrica disponível a montante do trecho analisado; 11 - Perda de carga do escoamento ao longo do trecho analisado; 12 - Pressão piezométrica disponível a jusante do trecho analisado [(10) –

(11)]; 13 - Elevação a jusante do trecho analisado; 14 - Pressão disponível a jusante [(12) – (13)].

2.5 DETALHE DE PRESERVAÇÃO SANITÁRIA A norma brasileira exige que as colunas de distribuição devam ser ventiladas,

de tal forma a garantir que não haja: a) a contaminação da instalação devido ao fenômeno chamado retro-

sifonagem (pressões negativas na rede) que causam a entrada de corpos poluidores através do sub-ramal do vaso sanitário, bidê ou banheira.

b) o estrangulamento das seções de passagem da água devido ao acúmulo de bolhas de ar, que normalmente acompanham o fluxo de água.

Desta forma, conforme exigência de norma, a ventilação deve: a) ser ligada à coluna de distribuição após o registro de passagem existente; b) ter sua extremidade superior livre, acima do nível máximo d’água do

reservatório superior; c) ter o diâmetro igual ou superior ao da coluna de distribuição.

2.6 MATERIAIS UTILIZADOS NOS TUBOS, CONEXÕES E JUNT AS Os tubos e conexões utilizadas nas instalações hidráulicas prediais de água

fria podem ser construídos dos seguintes materiais: aço galvanizado, cobre, ferro fundido, PVC rígido, ferro maleável, latão, bronze ou outro material tal que:

a) sejam próprio para condução de água potável, não alterando sua

qualidade; b) sejam adequados para o acoplamento entre si; c) sejam adequados para as condições de temperatura e de pressão que

serão submetidos.

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2.7 Exercícios

1) Calcular a capacidade do reservatório de uma residência de dois pavimentos com quatro quartos, sendo uma suíte e um quarto de hóspedes. A residência possui ainda uma dependência completa de empregada, para ser ocupada por duas pessoas. Indique o tipo de distribuição. 2) Calcular a capacidade do(s) reservatório(s) de um edifício de 16 pavimentos tipos, com 2 apartamentos por pavimento sendo que cada apartamento possui 2 quartos e dependência de empregada. A área construída é de 5200 m² e o abastecimento é contínuo. Indique o tipo de distribuição. 3) Determine o diâmetro do alimentador predial, das tubulações de sucção e recalque, das tubulações de extravasão e de limpeza do reservatório (superior) do edifício do exercício 2, considerando todos os tipos de distribuição possíveis. Considere o reservatório superior com área de base igual a 5,0 m², e distância vertical entre a borda superior e o extravasor igual a 20 cm. (obs.: neste exercício não foi considerado o volume para combate a incêndio, que será alvo de estudo em capítulo posterior). 4) Dimensione, as tubulações de PVC rígido de um banheiro conforme apresentado no desenho isométrico abaixo. Em seguida, faça a verificação considerando que a pressão piezométrica disponível no ponto A é igual a 15,5 m e sua elevação é 12,0 m.

5

3

4

2

1

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5) Pede-se dimensionar a coluna 1 de distribuição de água e verificar as pressões dinâmicas para o banheiro mais alto do prédio apresentado no esquema geral da figura abaixo. A coluna 1 está interligada a 4 (quatro) banheiros do tipo apresentado no desenho isométrico, também mostrado abaixo, conectando o ponto 8 deste aos pontos D, E, F e G do esquema geral. Considere que serão utilizadas tubulações de PVC rígido.

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2.8 Trabalho 1

O trabalho, cujo valor é 5 pontos, deve ser entregue em grupo e com todas as respostas detalhadas. 1) Considere um edifício residencial de luxo com apenas 4 andares com 1 apartamento por andar, o qual possui; varanda; 2 salas; 4 quartos sendo duas suítes; 4 vagas de garagem; 2 banheiros sociais; e dependência completa de empregada. O prédio ainda possui: salão de festas; piscina; quadra de esportes; sauna; e área de lazer com 250 m2 de jardins. Pede-se determinar o(s) volume(s) do(s) reservatório(s) considerando os sistemas de distribuição indireta por gravidade e por bombeamento. Observação: a sua resposta deve conter todas as possibilidades de sistema de abastecimento. 2) Determine os volumes mais adequados do(s) reservatório(s) a ser(em) construído(s) para abastecer um hotel de luxo com capacidade para 500 hóspedes, o qual possui, em anexo, um centro de convenções com capacidade para 2.000 pessoas e um jardim cuja área ocupa 50 m2. Sabe-se que a concessionária de abastecimento não possui pressão, na sua rede, suficiente para alcançar o topo do prédio do hotel em questão.

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3 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE Instalações hidráulicas prediais de água quente é qualquer instalação

hidráulica predial de água para uso humano, cuja temperatura da água esteja entre 40oC e 70oC cujo projeto deve ser regido pela norma NBR 7198 da ABNT.

O uso de água quente é comum em quase todas as atividades humanas e as instalações hidráulicas para a sua condução podem ser específicas para indústrias, hospitais, hotéis e residências.

O projeto de instalações hidráulicas prediais de água quente deve ser elaborado, supervisionado e de responsabilidade de profissional de nível superior legalmente habilitado pelas leis do país.

As instalações hidráulicas prediais de água quente devem ser projetadas e construídas de modo a:

a) garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade

suficiente, com pressões e velocidades adequadas ao perfeito funcionamento das peças de utilização e do sistema de tubulações;

b) preservar rigorosamente a qualidade de água do sistema de abastecimento;

c) preservar o máximo conforto dos usuários, incluindo-se a redução dos níveis de ruídos.

O projeto das instalações prediais de água quente deve ser desenvolvido em

3 etapas: a) concepção do projeto; b) determinação das vazões; c) dimensionamento. O desenvolvimento do projeto das instalações de água quente deve ser

conduzido concomitantemente, e em conjunto (ou em equipe de projeto), com os projetos de arquitetura, estruturas e de fundações do empreendimento, de modo que se consiga a mais perfeita harmonia entre todas as exigências técnico-econômicas envolvidas.

Os equipamentos e reservatórios devem ser adequadamente localizados tendo em vista as suas características funcionais, a saber: espaço; iluminação; ventilação; proteção sanitária; operação e manutenção.

Só é permitida a localização de tubulações solidária à estrutura se não forem prejudicadas pelos esforços ou deformações próprias dessa estrutura.

As passagens através da estrutura devem ser previstas e aprovadas por seu projetista. Tais passagens devem ser projetadas de modo a permitir a montagem e a desmontagem das tubulações em qualquer ocasião.

Indica-se, como a melhor solução para a localização das tubulações, a sua total independência das estruturas e das alvenarias.

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3.1 Definições Aquecedor: Aparelho destinado a aquecer a água. Isolamento Térmico: Procedimento para reduzir as perdas de calor nas

instalações hidráulicas prediais de água quente. Misturador: Dispositivo que possibilita a mistura de água quente e água fria

para o uso doméstico, somente após o ponto de utilização. Respiro: Dispositivo destinado a permitir a saída de ar e/ou vapor de uma

instalação hidráulica predial de água quente.

3.1.1 Tipos de Sistemas de Aquecimento Individual: Sistema de aquecimento que alimenta apenas uma peça de

utilização. Ex.: chuveiro e torneiras. Central Privado: Sistema de aquecimento que alimenta mais de uma peça de

utilização em um mesmo domicílio. Ex.: aquecedores de acumulação residencial. Central Coletivo: Sistema de aquecimento que alimenta várias peças de

utilização em mais de um domicílio. Ex.: prédios de apartamentos, hotéis e hospitais.

3.1.2 Tipos de Aquecedores Aquecedor de Acumulação: Aparelho composto de um reservatório dentro do

qual a água é acumulada e aquecida. Ex.: Boiler. Aquecedor Instantâneo: Aparelho que não exige reservatório, aquecendo a

água quando de sua passagem por ele. Ex.: Chuveiro, serpentina e aquecimento solar.

Além disso, os aquecedores podem ainda se caracterizar pela fonte de energia térmica, sendo as mais freqüentes as seguintes:

a) energia elétrica; b) queima de material orgânico (lenha, carvão vegetal e álcool); c) queima de combustível fóssil (gasolina, óleo e GLP); d) energia solar.

3.2 Critérios de Projeto Um projeto de instalação hidráulica predial de água quente se desenvolve,

normalmente, em quatro fases. Na primeira delas são definidos os pontos de utilização da água quente, o tipo de sistema de aquecimento, a localização dos reservatórios, equipamentos e tubulações. Na fase seguinte é realizada a determinação e capacidades dos equipamentos. Na terceira faze é feito o

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dimensionamento, e por fim as verificações das condições de funcionamento de toda a instalação.

3.2.1 Temperatura da Água para o Uso A temperatura da água para uso humano não deve ultrapassar 40oC. Desta

forma, como há possibilidade de fornecimento de água com temperatura acima desse valor nos pontos de utilização, faz-se necessário a mistura de água quente e fria, através de misturadores, para o uso da chamada água morna.

3.2.2 Consumo Diário de Água Quente (morna) O consumo diário de água quente (morna) é função do tipo e ocupação da

edificação. Desta forma, conhecidas a população e a característica da edificação, a estimativa do consumo de água quente (morna) pode ser feita através da Tabela 3.1 apresenta a seguir.

Tabela 3.1 – Estimativa do Consumo Diário de Água Quente (morna)

Tipo da Edificação Unidade Consumo (l/dia)

Alojamento provisório

Casa popular ou rural

Residência

Apartamento

Quartel

Escola (internato)

Hotel (sem incluir cozinha e lavanderia)

Hospital

Restaurantes e similares

Lavanderia

“per capita”

“per capita”

“per capita”

“per capita”

“per capita”

“per capita”

por hóspede

por leito

por refeição

por quilo de roupa seca

24

36

45

60

45

45

36

125

12

15

3.2.3 Vazões de Dimensionamento das Tubulações Os valores de vazão mínima de funcionamento e pesos das diversas peças e

pontos de utilização de água quente são conforme apresentados na Tabela 3.2, a seguir.

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Tabela 3.2 – Vazões e Pesos Relativos aos Pontos de Utilização

Peça ou Ponto de Utilização Vazão (l/s) Peso (P)

Banheira

Bidê

Chuveiro

Lavatório

Pia de cozinha

Pia de despejo ou tanque de lavar roupa

Máquina de lavar roupa ou prato

0,30

0,06

0,12

0,12

0,25

0,30

0,30

1

0,1

0,5

0,5

0,7

1

1

As vazões de funcionamento das colunas e barriletes devem levar em conta a

possibilidade de uso dos pontos de utilização, ou seja, deve-se considerar o uso simultâneo das peças (internatos, clubes, quartéis) e o uso não simultâneo das peças (possibilidade menor que 100%).

Desta forma, o método adotado para a determinação das vazões de funcionamento para as instalações de água quente é o mesmo adotado para as instalações de água fria, conforme apresentado no item 2.2.4.

3.2.4 Velocidade Máxima Segundo a norma, assim como nas instalações de água fira, a velocidade

máxima do escoamento não pode ultrapassar a 3,0 m/s, pois, acima desse valor provoca ruído desagradável, desgastes excessivos da tubulação e golpe de aríete.

3.2.5 Pressões Máxima e Mínima Conforme a norma, as pressões máximas e mínimas admitidas no interior das

tubulações do sistema de distribuição de água quente são as mesmas adotadas para o sistema de distribuição de água fria.

3.2.6 Perdas de Carga Embora a perda de carga que ocorre ao longo do escoamento de água

quente seja menor do que aquela que ocorre ao longo do escoamento de água fria, os projetistas, em geral, adotam as mesmas fórmulas apresentadas para o cálculo da perda de carga para o escoamento de água fria.

Tal procedimento garante que os resultados obtidos deixem os cálculos a favor da segurança.

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3.3 Dimensionamento das Tubulações As tubulações de instalações prediais de água quente devem ser

dimensionadas para trabalharem como condutos forçado, cujos diâmetros devem ser definidos para cada trecho, com o cuidado de serem sempre iguais ou superiores aos de trechos de jusante.

O critério para a definição dos diâmetros é baseado nas vazões e pesos relativos de cada peça de utilização conforme apresentado no item 3.2.3.

Além disso, as vazões máximas admissíveis para cada diâmetro e os diâmetros mínimos para cada peça de utilização são conforme apresentado nas Tabelas 2.8 e 2.9, respectivamente.

3.3.1 Capacidade dos Reservatórios O consumo diário de água quente deve ser estimado através da relação

apresentada a seguir:

ffqqmm TCTCTC ⋅+⋅=⋅ (9)

onde: C é o consumo diário (l/dia); T é a temperatura (oC); m é o índice indicativo de água morna; q é o índice indicativo de água quente; e f é o índice indicativo de água fria.

Logo, explicitando o termo relativo ao consumo diário de água quente em (10) e considerando que Cm = Cq + Cf, tem-se:

( )

fq

fmmq TT

TTCC

−−⋅

= (10)

Além disso, observa-se que, usualmente, tem-se: � Tf ≈ 20oC; � Tq ≈ 70oC; � Tm ≈ 40oC. Com base no valor estimado do consumo diário de água quente, pode-se

determinar a capacidade do aquecedor conforme apresentado na Tabela 3.3.

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Tabela 3.3 – Capacidade dos Aquecedores

Consumo Diário a 70oC (l/dia)

Capacidade do Aquecedor (l)

Consumo Diário a 70oC (l/dia)

Capacidade do Aquecedor (l)

90

95

130

200

260

330

430

570

700

50

75

100

150

200

250

300

400

500

850

1.150

1.500

1.900

2.300

2.900

3.300

4.200

5.000

600

750

1.000

1.250

1.500

1.750

2.000

2.500

3.000

Os reservatórios de água quente devem ser constituídos de dois

reservatórios: um interno, de aço ou cobre, no qual a água é acumulada e/ou aquecida; outro externo, de aço, criando assim uma camada de ar entre os dois tambores, necessária para o isolamento térmico do sistema.

3.4 Verificação do Dimensionamento Após o dimensionamento do diâmetro de cada trecho da tubulação, faz-se

necessário a verificação das pressões, a partir dos dados de projeto e dos cálculos das perdas de carga ao longo do escoamento.

Esta verificação é semelhante aquela apresentada no item 2.4 para o sistema de água fria.

3.5 Materiais Utilizados nos Tubos, Conexões e Junt as Os tubos e conexões utilizadas nas instalações hidráulicas prediais de água

quente devem ser constituídos de materiais com características que garantam sua resistência a temperatura da água, tais como: aço galvanizado, cobre, e CPVC.

Além disso, é preciso que se preveja a utilização de juntas de expansão ou traçados tipo “loop” para que sejam absorvidas as dilatações decorrentes das dilatações térmicas.

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25

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

3.6 Exercícios

1) Determinar o volume de um aquecedor de acumulação para atender a uma residência de 5 pessoas. 2) Calcular o volume do reservatório de água quente para um sistema de aquecimento solar de um edifício residencial, com oito apartamentos de dois quartos e dependência completa de empregada. 3) Determinar o volume do reservatório de água quente do sistema de aquecimento solar, para atender a um hospital com capacidade de cinqüenta leitos. Adote a temperatura máxima da água aquecida igual a 60oC para este caso. 3.7 Trabalho 2 O trabalho, cujo valor é 5 pontos, deve ser entregue em grupo e com todas as respostas detalhadas. 1) Determine a capacidade de um aquecedor de acumulação elétrico para um dos apartamentos de um edifício residencial de luxo com apenas 4 andares com 1 apartamento por andar, o qual possui; varanda; 2 salas; 4 quartos sendo duas suítes; 4 vagas de garagem; 2 banheiros sociais; e dependência completa de empregada. O prédio ainda possui: salão de festas; piscina; quadra de esportes; sauna; e área de lazer com 250 m2 de jardins. 2) Determine a capacidade do reservatório de água quente de um sistema de aquecimento solar a ser implantado em um hotel de luxo com capacidade para 500 hóspedes, o qual possui, em anexo, um centro de convenções com capacidade para 2.000 pessoas. Adote a temperatura máxima da água aquecida igual a 60oC para este caso. (Admitir o consumo diário de 4,0 kg de roupa seca por hóspede)

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26

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4 INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ESGOTO SANITÁRIO As instalações hidráulicas prediais de esgotos sanitários visam atender às

exigências mínimas de habitação no que se relacionam à higiene, segurança, economia e conforto dos usuários. A matéria é regulada pela NBR-8160/99, que estabelece critérios para o sistema projetado e executado, de tal modo que:

a) Possibilitar rápido escoamento; b) Facilitar manutenção; c) Vedar passagem de gases e insetos para o interior das edificações; d) Impedir a contaminação da água potável.

4.1 Definições Aparelho Sanitário: Aparelho ligado à instalação hidráulica predial e destinado

ao uso de água para fins higiênicos ou a receber dejetos de águas servidas. Caixa Retentora de Gordura: Dispositivo projetado e instalado para separar e

reter substâncias indesejáveis às redes de esgoto sanitário. Caixa Sifonada: Caixa dotada de fecho hídrico destinada a receber efluentes

da instalação secundária de esgoto. Desconectores: Dispositivo provido de fecho hídrico destinado a vedar a

passagem de gases. Esgoto Sanitário: São os despejos provenientes do uso da água para fins

higiênicos. Fecho Hídrico: Camada líquida que, em um desconector, impede a passagem

de gases. Instalações Primárias de Esgoto: Conjunto de tubulações e dispositivos onde

têm acesso gases provenientes do coletor público ou dos dispositivos de tratamento. Instalações Secundárias de Esgoto: Conjunto de tubulações e dispositivos

onde não têm acesso gases provenientes do coletor público ou dos dispositivos de tratamento.

Sifão: Desconector destinado a receber efluentes de um ou mais tubos de queda ou ramais de esgoto. Na Figura 4.1 estão apresentado os vários tipos de sifão utilizados em instalações de esgoto e na Figura 4.2, a seguir, é mostrado o fenômeno de auto-sifonagem.

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27

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

Figura 4.1 – Tipos de Sifão

Figura 4.2 – Auto-Sifonagem

4.2 Critérios de Projeto As tubulações de instalações de esgoto sanitário devem funcionar como

escoamento em canal, ou seja, livre. Porém, o dimensionamento desse tipo de escoamento é complexo devido ao fato de ocorrerem escoamentos gradualmente e bruscamente variados no interior das tubulações. Desta forma, o processo de dimensionamento das tubulações é facilitado com a utilização das chamadas Unidades Hunter de Contribuição (UHC) associadas a cada aparelho sanitário conforme apresentado na Tabela 4.1, a seguir. As UHC são números que levam em conta a probabilidade de utilização simultânea dos aparelhos sanitários, associado à vazão do escoamento em momento de contribuição máxima.

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28

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

Tabela 4.1 – Unidades Hunter de Contribuição por Aparelho Sanitário e Diâmetro dos Ramais de Descarga.

Aparelho Sanitário UHC Diâmetro do Ramal de Descarga

Bacia Sanitária

Banheira de Residência

Bebedouro

Bidê

Chuveiro de Residência

Chuveiro Coletivo

Lavatório de Residência

Lavatório de Uso Geral

Mictório – Válvula de Descarga

Mictório – Caixa de Descarga

Mictório – Descarga Automática

Mictório – de Calha

Pia de Cozinha Residencial

Pia de Cozinha Industrial (Preparação)

Pia de Cozinha Industrial (Lavagem de Panelas)

Tanque de Lavar Roupas

Máquina de Lavar Louças

Máquina de Lavar Roupas

6

2

0,5

1

2

4

1

2

6

5

2

2 (2)

3

3

4

3

2

3

100 (1)

40

40

40

40

40

40

40

75

50

40

50

50

50

50

40

50 (3)

50 (3)

(1) O diâmetro Nominal DN mínimo para o ramal de descarga de bacia sanitária pode ser reduzido para DN 75, caso justificado pelo cálculo de dimensionamento efetuado pelo método hidráulico apresentado no anexo B (NBR 8160) e somente depois da revisão da NBR 6452 (aparelhos sanitários de material cerâmico), pela qual os fabricantes devem confeccionar variantes das bacias sanitárias com saída própria para ponto de esgoto de DN 75, sem necessidade de peça especial de adaptação. (2) Por metro de calha – considerar como ramas de esgoto (ver tabela 4.2). (3) Devem ser consideradas as recomendações do fabricante

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29

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

4.2.1 Terminologia das Tubulações de Esgoto Na Figura 4.3, a seguir, estão representadas as diversas tubulações utilizadas

em uma instalação de esgoto sanitário conforme suas funções descritas a seguir. Ramal de Descarga: tubulação que recebe diretamente efluentes de

aparelhos sanitários; Ramal de Esgoto: tubulação que recebe efluentes de ramais de descarga. Tubo de Queda: tubulação vertical que recebe efluentes de subcoletores,

ramais de esgoto e ramais de descarga. Subcoletor: tubulação que recebe efluentes de um ou mais tubos de queda

ou ramais de esgoto. Coletor Predial: trecho de tubulação compreendido entre a última inserção de

subcoletor, ramal de esgoto ou de descarga e o coletor público ou sistema particular.

Ramal de ventilação: tubo de ventilação ligado ao desconector ou ao ramal de descarga, por um lado, e à coluna de ventilação ou tubo de ventilação primário, pelo outro.

Coluna de Ventilação: tubo vertical de ventilação que possui a extremidade superior aberta na atmosfera ou a tubo ventilador primário.

Barrilete de Ventilação: tubo horizontal de ventilação que recebe dois ou mais tubos ventiladores, com extremidade superior aberta na atmosfera.

Tubo de Ventilação: tubulação destinada à exaustão dos gases e admissão de ar no interior de instalações de esgoto primária, para proteger os fechos hídricos.

Tubo Ventilador Primário: é o prolongamento do tubo de queda com a extremidade superior aberta na atmosfera.

Figura 4.3 – Terminologia em Instalações de Esgoto Sanitário

Page 33: Apostila Notas de Aulas - Instalações Hidráulicas Prediais(Prof Marcio Mendes)

30

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

4.3 Dimensionamento das Tubulações

4.3.1 Dimensionamento dos Ramais de Descarga e de E sgoto O dimensionamento dos ramais de descarga e de esgoto de uma instalação

de esgoto sanitário é feito através das UHC conforme o aparelho sanitário ou conjunto deles e através das Tabelas 4.1 e 4.2, apresentadas a seguir.

Tabela 4.2 – Dimensionamento de Ramais de Esgoto

Diâmetro UHC

40

50

75

100

150

3

6

20

160

620

Além disso, como essas tubulações devem funcionar com escoamento em

forma de canal, existe a necessidade de se estipular a declividade mínima para que não haja deposição de material. Desta forma, na Tabela 4.3 estão as declividades mínimas para as tubulações de esgoto sanitário conforme indicado na norma brasileira.

Tabela 4.3 – Declividades Mínimas

Diâmetro Declividade

(%)

Diâmetro Declividade

(%) (Pol) (mm) (Pol) (mm)

1 ½

2

3

4

5

40

50

75

100

125

3

3

2

1

1

6

8

10

12

16

150

200

250

300

400

0,7

0,5

0,5

0,5

0,5

4.3.2 Dimensionamento do Tubo de Queda O dimensionamento dos tubos de queda deverá seguir o indicado na Tabela

4.4, considerando as observações a seguir: a) O tubo de queda deverá ser o mais vertical possível e, quando necessário,

empregar curvas de raio longo nas mudanças de direção juntamente com visitas;

b) O tubo de queda deverá ser prolongado até a cobertura da edificação com o mesmo diâmetro, para fins de ventilação;

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31

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

c) O diâmetro mínimo do tubo de queda é igual ao maior diâmetro de tubulação a ele ligado;

d) O diâmetro mínimo do tubo de queda que recebe efluentes de vaso sanitário é 100 mm;

e) O diâmetro mínimo do tubo de queda que recebe efluentes de pias de copa, cozinha ou despejo é 75 mm (exceto nos casos em que recebam até 6 UHC em prédios de até dois pavimentos em que o diâmetro mínimo pode ser 50 mm).

Tabela 4.4 – Diâmetro Mínimo dos Tubos de Queda

Diâmetro (mm)

Número Máximo de UHC

Prédio de até 3 pavimentos

Prédio com mais de 3 pavimentos

em 1 pavimento em todo o tubo

40

50

75

100

150

200

250

300

4

10

30

240

960

2.200

3.800

6.000

2

6

16

30

350

600

1.000

1.500

8

24

70

500

1.900

3.600

5.600

8.400

4.3.3 Dimensionamento do Coletor e Subcoletor Predi al O dimensionamento dos coletores e subcoletores prediais deverão seguir o

indicado na Tabela 4.5, considerando as observações a seguir: a) Sempre que possível dever ser construído em área não edificada e,

quando impossível, as caixas de inspeção deverão ser localizadas em áreas de fácil acesso;

b) Deverá ter o traçado o mais retilíneo possível e, quando necessário executar mudanças de direção, utilizar caixas de inspeção;

c) Deverá ter diâmetro mínimo igual a 100 mm.

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32

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

Tabela 4.5 – Dimensionamento dos Coletores e Subcoletores Prediais

Diâmetro (mm)

Declividades Mínimas (%)

0,5 1 2 4

Número máximo de UHC

100

150

200

250

300

400

-

-

1.400

2.500

3.900

7.000

180

700

1.600

2.900

4.600

8.300

216

840

1.920

3.500

5.600

10.000

250

1.000

2.300

4.200

6.700

12.000

4.3.4 Dimensionamento da Ventilação Segundo a norma brasileira, toda instalação predial de esgoto sanitário

deverá compreender, no mínimo, um tubo de ventilação primária com diâmetro maior ou igual a:

a) 75 mm se o prédio for residencial e tiver no máximo 3 vasos sanitários; b) 100 mm nos demais casos;

ligado diretamente à caixa de inspeção e prolongado até acima da cobertura do prédio.

Em edificações de dois ou mais pavimentos a ventilação se faz pelo prolongamento vertical dos tubos de queda até a cobertura, sendo todos os desconectores ligados por ramal de ventilação à coluna de ventilação e esta ligação deverá ter, no mínimo, 0,15 m acima do nível máximo de água do mais elevado aparelho sanitário.

O tubo de ventilação deverá elevar-se, no mínimo, 0,30 m acima de telhados, lajes e coberturas, e 2,00 m acima de terraços. Além disso, se esta tubulação estiver a menos de 4,00 m de janelas e portas, ela deverá elevar-se 1,00 m acima da verga das mesmas.

A coluna de ventilação deverá ser instalada de modo a possibilitar o escoamento, por gravidade, de qualquer líquido que porventura tenha acesso à mesma. Além disso, deverá ter:

a) Diâmetro uniforme; b) Extremidade inferior ligada a um subcoletor ou a um tubo de queda, em

ponto situado abaixo da ligação do primeiro ramal de esgoto ou descarga, ou neste ramal.

Os tubos individuais de ventilação poderão ser interligados a um barrilete de

ventilação, evitando um elevado número de tubulações na cobertura, sendo que suas extremidades deverão estar no mínimo 2,00 m acima desta (recomendação prática) e deverão ter diâmetro maior ou igual a 150 mm.

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33

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

A Tabela 4.6, a seguir, apresenta os diâmetros mínimos das colunas e barriletes de ventilação conforme a contribuição total de esgoto, além do comprimento máximo dos mesmos.

Tabela 4.6 – Dimensões das Colunas e Barriletes de Ventilação

Diâmetro do Tubo

de Queda ou Ramal de Esgoto

Total de UHC

Diâmetro do Tubo de Ventilação (mm)

40 50 60 75 100 150 200 250 300

Comprimento Máximo Permitido (m)

40

40

50

50

75

75

75

75

100

100

100

100

150

150

150

150

200

200

200

200

250

250

250

250

300

300

300

300

8

10

12

20

10

21

53

102

43

140

320

530

500

1.100

2.000

2.900

1.800

3.400

5.600

7.600

4.000

7.200

11.000

15.000

7.300

13.000

20.000

26.000

46

30

23

15

13

10

8

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

61

46

46

33

29

26

11

8

7

6

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

110

82

70

64

26

20

17

15

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

317

24

207

189

76

61

52

46

10

8

7

6

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

299

229

195

177

40

31

26

23

10

7

6

5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

305

238

201

183

73

57

49

43

24

18

16

14

9

7

6

5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

286

219

186

171

94

73

60

55

37

29

24

22

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

293

225

192

174

116

90

76

70

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

287

219

183

152

Como todo desconector deve ser ventilado, nas Tabelas 4.7 e 4.8, a seguir,

estão apresentados, respectivamente, os diâmetros mínimos dos ramais de ventilação, conforme a quantidade de contribuição de esgoto, e as distâncias

Page 37: Apostila Notas de Aulas - Instalações Hidráulicas Prediais(Prof Marcio Mendes)

34

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

máximas que pode existir entre um desconector e o ramal de ventilação correspondente.

Tabela 4.7 – Dimensões Mínimas dos Ramais de Ventilação

Grupo de aparelhos SEM Vaso Sanitário Grupo de apar elhos COM Vaso Sanitário

UHC Diâmetro (mm) UHC Diâmetro (mm)

até 12

13 a 18

19 a 36

40

50

75

até 17

18 a 60

50

75

Tabela 4.8 – Distância Máxima de um Desconector a um Tubo de Ventilação

Diâmetro

(mm)

Distância Máxima

(m)

40

50

75

100

1,00

1,20

1,80

2,40

4.3.5 Dimensionamento da Caixa ou Ralo Sifonado (CS ) Caixa (tampa cega) ou ralo (grelha) sifonado é um dispositivo dotado de um

selo hídrico (desconector) destinado a receber efluentes de uma ou mais instalações de esgoto secundário. Seu desenho geral pode ser visualizado na Figura 4.4, a seguir.

Figura 4.4 – Caixa ou Ralo Sifonado

Esse dispositivo é instalado normalmente em banheiros e áreas de serviço e

possui as seguintes características: a) fecho hídrico com altura mínima de 0,20 m; b) cilíndricas com diâmetro mínimo de 0,30 m ou prismática com dimensões

horizontais que permitam a inscrição de um cilindro de 0,30 m de diâmetro; c) diâmetro mínimo da tubulação de saída igual a 75 mm.

Page 38: Apostila Notas de Aulas - Instalações Hidráulicas Prediais(Prof Marcio Mendes)

35

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

4.3.6 Dimensionamento da Caixa Retentora de Gordura (CG) Caixa retentora de gordura é um dispositivo projetado e instalado para

separar e reter resíduos gordurosos ou oleosos provenientes de pias de cozinhas, postos de gasolinas, garagens e etc.,indesejáveis às redes públicas de esgoto.

Esse tipo de dispositivo deve ser instalado em local de fácil acesso e com boas condições de ventilação, com tampa hermética e de fácil remoção. Devem ser divididas em 2 (duas) câmaras, uma receptora e outra vertedoura.

As pias de cozinha superpostas em vários pavimentos devem ser esgotadas por tubo de queda que conduzam os esgotos para uma caixa retentora de gordura coletiva, sendo vedado o uso de caixas retentoras de gordura individuais nos andares.

A caixa retentora de gordura poderá ser dos seguintes tipos: a) Individual ou Pequena:

� diâmetro interno de 0,30 m; � capacidade de retenção de 18 litros; � tubulação de saída com diâmetro igual a 75 mm;

b) Simples: � utilizada para receber despejos de até 2 (duas) pias de cozinha; � diâmetro interno de 0,40 m; � capacidade de retenção de 31 litros; � tubulação de saída com diâmetro igual a 75 mm.

c) Dupla: � utilizada para receber despejos de até 12 (doze) pias de cozinha; � diâmetro interno de 0,60 m; � capacidade de retenção de 120 litros; � tubulação de saída com diâmetro igual a 100 mm.

d) Especial: � utilizada para receber despejos de mais 12 (doze) pias de cozinha ou

quando se tratar de cozinhas especiais; � tubulação de saída com diâmetro igual a 100 mm; � volume total de retenção deverá ser calculado segunda a seguinte

fórmula:

20N2V +⋅= (11)

onde V é o volume da caixa retentora de gordura (litros) e N é o número de pessoas servidas pela cozinha.

4.3.7 Dimensionamento da Caixa de Inspeção (CI) Caixa de inspeção é uma caixa destinada a permitir a inspeção, limpeza e

desobstrução das tubulações de esgoto. As normas a serem seguidas para a construção desse tipo de caixa são:

Page 39: Apostila Notas de Aulas - Instalações Hidráulicas Prediais(Prof Marcio Mendes)

36

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

a) material utilizado para a construção poderá ser concreto, alvenaria de tijolos maciços ou blocos de concreto com espessura mínima de 0,20 m;

b) seção circular com diâmetro mínimo de 0,60 m ou seção quadrada com largura mínima de 0,60 m;

c) profundidade máxima de 1,00 m; d) fundo construído de modo a assegurar o rápido escoamento e evitar

formação de depósitos; e) distância entre caixas de no máximo 25,0 m; f) para prédios de mais de 5 (cinco) pavimentos a distância máxima até o

tubo de queda deverá ser de 2,00 m g) distância máxima para o coletor público e o coletor predial é de 15,0 m.

4.3.8 Dimensionamento da Caixa de Passagem (CP) Caixa de passagem é uma caixa destinada a receber água de lavagem de

pisos (com grelha ou ralo) e efluentes de tubulações secundárias (com tampa cega) de uma mesma unidade autônoma.

Esse tipo de caixa deve ter as seguintes características: a) cilíndricas com diâmetro mínimo de 0,15 m ou prismática com dimensões

horizontais que permitam a inscrição de um cilindro de 0,15 m de diâmetro; b) altura mínima de 0,10 m; c) tubulação de saída dimensionada segundo indicado na Tabela 4.2.

Page 40: Apostila Notas de Aulas - Instalações Hidráulicas Prediais(Prof Marcio Mendes)

37

__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

4.4 Exercícios 1) Considere a planta (andar térreo) de um banheiro tipo localizado em um prédio de 5 andares. Dimensionar a instalação de esgoto para o banheiro mostrado na figura, a coluna de ventilação e o tubo de queda.

2) Dimensionar o tubo de queda apresentado na figura a seguir, sabendo que o edifício é residencial com 5 (cinco) pavimentos tipo e que em cada pavimento existem os seguintes aparelhos sanitários: pia de cozinha residencial, máquina de lavar louça, tanque de lavar roupas e máquina de lavar roupas.

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__________________________________________________________________________________ Notas de Aula – Instalações Hidráulicas Prediais

5 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS DE ÁGUAS PLUVIAIS As instalações hidráulicas prediais de águas pluviais visam drenar as águas

meteóricas precipitadas em coberturas (telhados e lajes) e nas demais áreas associadas às edificações tais como terraços, pátios, quintais, áreas de estacionamento e demais unidades do prédio, a fim de se evitar inundações em edificações e logradouros públicos.

As águas pluviais coletadas nas edificações não devem ser encaminhadas para o sistema público de esgoto, pois, em no Brasil adota-se o sistema separador absoluto no qual a rede pública de esgoto é separada da rede pública de águas pluviais, devido ao fato de que as águas pluviais não necessitam de tratamentos prévios antes de serem lançadas nos cursos d’água naturais.

A norma que rege as instalações prediais de águas pluviais é a NBR 10844 que estabelece as seguintes prescrições básicas:

a) devem ser separada não sendo permitidas quaisquer interligações com

outras instalações; b) devem permitir a limpeza e desobstrução rápida; c) devem ser estanque; d) devem ser resistente aos esforços provenientes de variações térmicas,

choques mecânicos, cargas e pressões; e) devem ser resistentes às intempéries; f) devem evitar a penetração de gases nas edificações.

5.1 Definições Altura Pluviométrica: Volume de água precipitada por unidade de área

horizontal. Área de contribuição: Soma de todas as áreas das superfícies que,

interceptando a chuva, conduzem às águas para um determinado ponto da instalação.

Caixas de Areia: Caixas para recolher detritos por deposição, utilizadas nos condutos horizontais.

Calha: Canal que recolhe água de coberturas, terraços e similares e a conduz a um ponto de destino.

Calha de Beiral: Calha instalada na linha do beiral da cobertura; Calha de Platibanda: Calha instalada na linha de encontro da cobertura com

a platibanda. Calha de Rincão: Calha instalada para receber água de dois planos de

telhados. Condutor Horizontal: Canal ou tubulação horizontal destinada a recolher e

conduzir águas pluviais até os locais permitidos pelos dispositivos legais; Condutor Vertical: Tubulação vertical destinada a recolher as águas pluviais

de calhas, coberturas, terraços e similares e conduzi-las até a parte inferior da edificação.

Duração da Precipitação: Intervalo de tempo entre o início e fim da precipitação.

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Intensidade da Precipitação: Quociente entre a altura pluviométrica e a duração da precipitação.

Perímetro Molhado: Linha que limita a seção molhada junto às paredes e o fundo do condutor ou da calha.

Período de Retorno: Intervalo médio de tempo, em anos, para que uma precipitação com duração fixa seja igualada ou superada.

Tempo de Concentração: Intervalo de tempo entre o início da precipitação e o momento em que toda a área de contribuição passa a contribuir com escoamento em uma determinada seção transversal do condutor ou da calha.

Vazão de Projeto: Vazão de referência para o dimensionamento de condutores e calhas.

5.2 Critérios de Projeto As dimensões dos componentes de uma instalação de águas pluviais

dependem basicamente de três fatores: a intensidade pluviométrica, a área de contribuição e o fator de impermeabilização do local.

5.2.1 Intensidade Pluviométrica A intensidade pluviométrica é representada pela letra i e calculada segundo a

relação entre a altura pluviométrica e a duração da precipitação.

dh

i = (12)

onde: i é a intensidade da precipitação (mm/h); h é a altura pluviométrica (mm); e d é a duração da precipitação (h).

A determinação desses parâmetros depende de uma análise estatística das precipitações mais intensas registradas ao longo de anos, desta forma, a norma brasileira permite a utilização de valores tabelados (Tabela 5.1) e de equações de itensidade-duração-frequência para a determinação de valores de intensidade.

A duração da chuva para o cálculo da intensidade de precipitação deve ser igual ao tempo de concentração da área de contribuição. Porém, para o caso de instalações prediais de águas pluviais, a norma brasileira estabelece que o tempo de concentração possa ser adotado o mínimo, igual a 5 minutos.

Além disso, a mesma norma estabelece que o tempo de retorno, correspondente a duração mínima da chuva, deve ser igual a:

a) 1 ano para áreas pavimentadas (ex.: ruas); b) 5 anos para coberturas e/ou terraços (ex.: telhado); c) 25 anos para áreas onde não é permitido empoçamento ou

extravasamento.

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Tabela 5.1 – Intensidade Pluviométrica para Chuvas com Duração de 5 min para Algumas Cidades Mineiras

Local

Tempo de Retorno (anos)

1 5 25

Intensidade da Precipitação (mm/h)

Barbacena

Belo Horizonte

Bonsucesso

Caxambu

Ouro Preto

Paracatu

Passa Quatro

Sete Lagoas

Teófilo Otoni

156

132

143

106

120

122

118

122

108

222

227

196

137 (3)

211

233

180

182

121

265 (12)

230 (12)

-

-

-

-

192 (10)

281(19)

154 (6) Nota: os valores entre parênteses indicam os períodos de retorno a que se referem às intensidades pluviométricas.

Quando não é conhecido o valor da intensidade da chuva para o local do

empreendimento, a norma permite que se adote a intensidade de 150 mm/h para áreas de contribuição de até 100 m².

5.2.2 Área de Contribuição A área de contribuição, denominada Ac, é a área plana horizontal atingida

pela chuva, acrescida de mais o incremento devido à inclinação da cobertura e de paredes que interceptam as águas de chuva que serão drenadas, conforme apresentado na Figura 5.1, a seguir.

5.2.3 Características de Impermeabilização do Local A relação entre o volume escoado e o volume precipitado é conhecido como

coeficiente de deflúvio ou de “run off”. Ele é utilizado para abstrair da precipitação total o volume de água retido, infiltrado ou evaporado ao longo do caminho do escoamento. Desta forma, o coeficiente de deflúvio retrata, aproximadamente, o grau de impermeabilização da superfície de escoamento e varia conforme apresentado a seguir:

a) Telhados → 0,75 ≤ C ≤ 1,00; b) Pavimentação asfaltica → 0,70 ≤ C ≤ 0,95; c) Pavimentação com paralelepípedo → 0,70 ≤ C ≤ 0,85; d) Pavimentação em concreto → 0,80 ≤ C ≤ 0,95; e) Gramados – terrenos arenosos → 0,05 ≤ C ≤ 0,20; f) Gramados – terrenos argilosos → 0,13 ≤ C ≤ 0,35.

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Figura 5.1 – Indicação para o Cálculo das Áreas de Contribuição

Para as instalações hidráulicas prediais de águas pluviais a norma brasileira

permite que seja adotado C = 1,00 para efeito de simplicidade e por ficar a favor da segurança.

5.2.4 Vazão de Projeto A vazão de projeto das calhas e condutores de uma instalação de águas

pluviais é determinada através da equação do Método Racional:

60AiC

Q c⋅⋅= (13)

onde: Q é a vazão de projeto (l/min); C é o coeficiente de escoamento superficial; i é a intensidade da precipitação (mm/h); e Ac é a área de contribuição (m²).

5.3 Dimensionamento

5.3.1 Dimensionamento das Calhas As calhas devem ser dimensionadas como canais funcionando como conduto

livre. Desta forma, considerando a condição de escoamento uniforme, o dimensionamento pode ser realizado através da equação de Manning:

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IRAn1

Q 32

h⋅⋅= (14)

onde: Q é a vazão de projeto (m³/s); n é o coeficiente de rugosidade de Manning; A é a área molhada do escoamento na calha (m²); Rh é o raio hidráulico do escoamento na calha (m); e I é a declividade do fundo do calha (m/m).

Na Tabela 5.2 estão apresentados os valores dos coeficientes de rugosidade de Manning para diversos tipos de materiais de acabamento utilizados em calhas.

Tabela 5.2 – Coeficientes de Rugosidade de Manning

Material n

Plástico, fibrocimento, aço e materiais não ferrosos

Ferro fundido, concreto alisado e alvenaria revestida

Cerâmica e concreto não alisado

Alvenaria de tijolos não revestida

0,011

0,012

0,013

0,015

Como a área molhada e o raio hidráulico são funções da profundidade e da

forma da seção, para cada calha existente pode-se calcular a vazão máxima para cada declividade e para cada material de acabamento da mesma. Desta forma, a Tabela 5.3, a seguir, apresenta a capacidade máxima para algumas calhas semi-circulares cujo material de revestimento apresenta coeficiente de rugosidade de Manning igual a 0,011.

Tabela 5.3 – Capacidade de calhas Semicirculares com n = 0,011

Diâmetro (mm)

Declividade Longitudinal

0,5 % 1 % 2 %

Capacidade Máxima (l/min)

100

125

150

200

130

236

384

829

183

333

541

1.167

256

466

757

1.634

As calhas devem apresentar declividades uniformes e não inferiores a 0,5%.

Além disso, para se considerar o efeito dinâmico da força centrífuga nas curvas, quando essa ocorrerem a menos de 4,0 m da saída da calha, a vazão de dimensionamento deverá ser majorada através da multiplicação por um coeficiente conforme apresentado na Tabela 5.4, a seguir.

Tabela 5.4 – Coeficientes de Majoração da Vazão de Projeto

Tipo de Curva Curva a menos de 2,0 m da saída da calha

Curva entre 2,0 m e 4,0 m da saída da calha

Canto reto

Canto arredondado

1,2

1,1

1,1

1,05

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5.3.2 Dimensionamento das Condutores Verticais Os condutores verticais podem ter escoamentos livre, forçados ou uma

combinação desses dois, conforme as condições de entrada e saída, além do comprimento dos mesmos. Desta forma, a norma brasileira apresenta dois gráficos, conforme apresentado nas Figuras 5.2 e 5.3, a seguir, para a determinação do diâmetro do condutor vertical.

Em cada um desses gráficos serão determinados dois valores para o diâmetro do tubo: um a partir da vazão de projeto (Q) e do comprimento do tubo (L) e outro a partir da vazão de projeto (Q) e da altura da lâmina d’água na calha (H); sedo adotado o maior dos dois e considerando valor mínimo igual a 70 mm, conforme indicado na norma.

Para qualquer caso, o condutor vertical deve ser projetado em uma só prumada e, quando houver a necessidade de desvios, é obrigatória uma peça para inspeção. Além disso, a ligação entre o conduto vertical e o horizontal deve ser feita por curva de raio longo com inspeção ou caixa de areia.

Figura 5.2 – Gráfico para Determinação do Diâmetro do Conduto Vertical

(Calha com saída em aresta viva, f = 0,04 e 2 desvios na base)

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Figura 5.3 – Gráfico para Determinação do Diâmetro do Conduto Vertical

(Calha com funil de saída, f = 0,04 e 2 desvios na base) 5.3.3 Dimensionamento das Condutores Horizontais Assim como as calhas, os condutores horizontais devem ser dimensionados

como canais funcionando como conduto livre. Além disso, para seções circulares, a lâmina d’água para dimensionamento deve ser 2/3 do diâmetro do tubo.

A Tabela 5.4 apresenta a capacidade de vazão, calculado através da fórmula de Manning com y = 2/3⋅D, para as algumas declividades e diâmetros.

Tabela 5.4 – Capacidade de Condutores Horizontais de Seção Circular

Diâmetro (mm)

Capacidade (l/min)

n = 0,011 n = 0,012 n = 0,013

0,5% 1% 2% 4% 0,5% 1% 2% 4% 0,5% 1% 2% 4%

50

75

100

125

150

200

250

300

32

95

204

370

602

1.300

2.350

3.820

45

133

287

521

847

1.820

3.310

5.380

64

188

405

735

1.190

2.570

4.660

7.590

90

267

575

1.040

1.690

3.650

6.620

10.800

29

87

187

339

552

1.190

2.150

3.500

41

122

264

478

777

1.670

3.030

4.930

59

172

372

674

1.100

2.360

4.280

6.960

83

245

527

956

1.550

3.350

6.070

9.870

27

80

173

313

509

1.100

1.990

3.230

38

113

243

441

717

1.540

2.800

4.550

54

159

343

622

1.010

2.180

3.950

6.420

76

226

486

882

1.430

3.040

5.600

9.110

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Os condutores horizontais devem ser uniformes e com declividade mínima igual a 0,5%. Além disso, devem ser previstas inspeções (ex. caixa de areia) a cada 20,0 m ou quando ocorrer conexão com outra tubulação, mudança de declividade ou mudança de direção.

5.3.4 Dimensionamento das Caixas de Areia ou de Ins peção As caixas de areia ou de inspeção permitem a junção de coletores, mudança

de seção, declividade ou de direção, além de servirem para a retenção de partículas (areia) presentes no escoamento.

Esse tipo de caixa deve possuir a seguinte característica: a) seção circular de 0,60 m de diâmetro ou quadrada com 0,60 m de lado; b) profundidade máxima de 1,00 m; c) distância máxima entre duas caixas de 20,0 m. A Figura 5.4 apresenta o esquema de uma caixa detentora de areia típica.

Figura 5.4 – Caixa de Areia

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5.4 Exercícios 1) Determine o diâmetro do condutor vertical para as seguintes condições:

� calha com saída em aresta viva; � vazão de projeto igual a 1,3 m³/min; � comprimento do conduto igual a 3,50m; � diâmetro da calha igual a 150 mm.

2) Determine o diâmetro do condutor vertical para as seguintes condições:

� calha com saída em funil; � vazão de projeto igual a 1,01 m³/min; � comprimento do conduto igual a 6,00m; � diâmetro da calha igual a 200 mm.

3) Projetar e dimensionar o sistema de esgotamento de águas pluviais para o telhado indicado na figura a seguir, sabendo que é uma casa de dois pavimentos localizada em Ouro Preto – MG.

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5.5 Trabalho 3 O trabalho, cujo valor é 5 pontos, deve ser entregue em grupo e com todas as respostas detalhadas. 1) Determine as dimensões das calhas, condutores verticais e condutores horizontais do sistema de drenagem de águas pluviais do prédio da figura, sabendo que o mesmo está localizado em Belo Horizonte-MG e que as calhas utilizadas serão de seção semicircular.

Obs.: Para as calhas e condutores horizontais, se não for possível o dimensionamento para a declividade especificada, justifique e apresente a nova declividade para ser possível o dimensionamento.

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6 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS DE PREVENÇÃO E COMBATE A INCÊNDIOS As instalações hidráulicas prediais para combate a incêndios fundamentam-

se, filosoficamente, nos princípios de salvaguarda da vida e proteção do patrimônio, sendo que, do ponto de vista técnico, dois aspectos distintos são ressaltados, ou seja:

a) a prevenção de incêndios; e, b) o combate ao fogo. Neste trabalho estudaremos apenas os aspectos de prevenção de incêndio,

já que o combate ao fogo é área reservada do Corpo de Bombeiros. A prevenção de incêndios engloba um conjunto de medidas, que objetivam

inibir o aparecimento de um incêndio, bem como dificultar o seu desenvolvimento e proporcionar a sua extinção na fase inicial.

Os incêndios, dependendo da natureza do fogo a extinguir, classificam-se nas quatro categorias seguintes:

a) Categoria I - Incêndios de materiais combustíveis comuns, tais como

madeira, tecido, algodão, papel, etc., cuja característica é o fogo em profundidade e cujo agente extintor necessita de poder de resfriamento e de penetração;

b) Categoria II - Incêndios em líquidos inflamáveis e derivados de petróleo, cuja característica é o fogo de superfície com grande desprendimento de calor cujo agente extintor necessita de poder de abafamento e ação de permanências;

c) Categoria III - Incêndios em equipamentos elétricos com carga, cuja característica é a presença de risco de vida e cujo agente extintor não deve ser condutor de eletricidade;

d) Categoria IV - Incêndios em metais, como magnésio (em aparas, em pó, etc.), onde a extinção deve ser feita por meios especiais.

Para debelarmos um incêndio é necessário, primeiramente, conhecer

determinados princípios básicos sobre combustão. Este surge da reação do comburente (oxigênio) com o combustível, favorecido pelo calor, sendo este conjunto é denominado Triângulo de Fogo.

Esses três elementos são essenciais a formação do fogo e a extinção de apenas um deles faz com que não surja ou que se extinga o mesmo. Portanto, para se extinguir um incêndio há 3 maneiras possíveis:

a) retirada do material que queima (combustível); b) abafamento (eliminação do comburente); c) resfriamento (diminuição do calor).

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6.1 Definições Hidrante: Ponto de tomada de água onde há uma (simples) ou duas (duplo)

saídas contendo válvulas angulares com seus respectivos adaptadores, tampões, mangueiras de incêndio e demais acessórios.

Mangotinho: Ponto de tomada de água onde há uma (simples) saída contendo válvula de abertura rápida, adaptador (se necessário), mangueira semi-rígida, esguicho regulável e demais acessórios.

Reserva de incêndio: Volume de água destinado exclusivamente ao combate a incêndio.

Sprinkler: Chuveiro automático para prevenção e combate a incêndios sem a intervenção humana.

6.2 Tipos de Sistema de Prevenção e Combate a Incên dio As instalações de prevenção e combate a incêndios podem ser, quanto ao

seu funcionamento, sob comando ou automáticas. As instalações sob comando são constituídas de hidrantes e extintores e

necessitam da ação humana para entrarem em operação. As instalações automáticas como o próprio nome diz não necessita de ação

humana para agirem, são automáticas e dependem das circunstâncias para entrarem em operação. Esse tipo de instalação é constituído basicamente de chuveiros automáticos, chamados de sprinklers.

As normas brasileiras NBR 13714 e NBR 10897 fixam as regras para as instalações prediais de prevenção e combate a incêndios para os dois tipos de sistemas, porém, os Estados, Municípios e Corpo de Bombeiros possuem normas próprias, devendo ser alvo de consulta do projetista.

Para o caso de Belo Horizonte, analisaremos as indicações apresentadas nas Instruções Técnicas do Corpo de Bombeiros Militar de Minas Gerais (CMBMG) IT-17 e IT-18, que tratam respectivamente dos sistemas de hidrantes e de chuveiros automáticos.

6.3 Instalações Sob Comando As instalações de incêndio sob comando são destinados ao combate de

princípios de incêndios e ao auxílio para a ação do Corpo de Bombeiros, sendo para isso compostas de hidrantes, tubulações de distribuição e reservatório de água.

Neste item serão apresentados os critérios para o dimensionamento dos hidrantes de das tubulações. O cálculo para o volume de reservação será apresentado posteriormente.

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6.3.1 Dimensionamento dos Hidrantes Existem dois tipos de hidrantes: hidrante interno e hidrante de recalque ou de

passeio. As dimensões dos hidrantes internos dependem da classificação das

edificações, conforme mostrado na Tabela 6.1, a seguir. Porém, o seu posicionamento deve seguir as seguintes indicações:

a) próximo das portas externas, escadas e/ou acesso principal a ser protegido

e não mais do que 10 m; b) em posições centrais nas área protegidas, atendendo o indicado

anteriormente; c) fora de escadas ou antecâmaras de fumaça; d) de 1,0 ma 1,5 m de altura acima do piso.

Tabela 6.1 – Tipos de Sistema de Proteção por Hidrante e Mangotinhos

Sistema Tipo Esguicho

Mangueira de Incêndio Número de Expedições

Qmínima1

(l/min) Diâmetro (mm)

Comprimento Máximo (m)

Mangotinho 1 Jato regulável 25 ou 32 45 2 Simples 100 3

Hidrante 2 Jato compacto

∅ 13 mm ou regulável 40 30 4 Simples 125

Hidrante 3 Jato compacto

∅ 16 mm ou regulável 40 30 Simples 250

Hidrante 4 Jato compacto

∅ 19 mm ou regulável 40 ou 65 30 Simples 400

Hidrante 5 Jato compacto

∅ 25 mm ou regulável 65 30 Duplo 650

1 Vazão mínima para o hidrante mais desfavorável e por cada saída. 2 Acima de 30 m de comprimento de mangueiras semi-rígidas é obrigatório o uso de carretéis axiais. 3 Para edificações do Grupo A, será adota a vazão mínima de 80 l/min. 4 Para edificações A2 e A3, poderá ser utilizado 45 m de mangueiras, caso o trajeto a percorrer pelo operador ultrapasse 30 m.

Os componentes exigidos nos hidrantes ou mangotinhos em cada sistema de

proteção está indicado na Tabela 6.2, a seguir.

Tabela 6.2 – Componentes para Hidrante ou Mangotinho Conforme o Sistema de Proteção

Materiais Tipo de Sistema de Proteção

1 2 3 4 5

Abrigo(s) Sim Sim Sim Sim Sim

Mangueira(s) de incêndio - Sim Sim Sim Sim

Mangueira semi-rígida Sim - - - -

Chave(s) para hidrante, engate rápido - Sim Sim Sim Sim

Esguicho Sim Sim Sim Sim Sim

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Os hidrantes internos são exigidos pelo CBMMG nos seguintes casos: a) Edificações residenciais de três pavimentos (exclusive pilotis) com mais de

dois apartamentos por pavimento e nas edificações residenciais com mais de três pavimentos (exclusive pilotis);

b) Edificações comerciais, industrial, mista e públicas, com área total construída superior a 750 m²;

c) Edificações de recepção de público com o máximo de dois pavimentos e área total construída superior a 750 m².

O tipo de sistema de proteção será definido na tabela 6.3, apresentada no

item 6.5. A Figura 6.1, a seguir, é apresentado o esquema de um hidrante interno e na

Figura 6.2, também a seguir, é apresentado o esquema de um mangotinho.

Figura 6.1 – Caixa de Incêndio com Hidrante

Figura 6.2 – Caixa de Incêndio com Mangotinho

O número de hidrantes e sua localização deverão ser tais que qualquer ponto

a proteger esteja a uma distância inferior, no plano horizontal, ao do comprimento da mangueira, sem contar o comprimento do jato.

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Os hidrantes de recalque, preferencialmente, devem ser instalados de fronte ao acesso principal da edificação e deve possuir as seguintes características, conforme apresentado na Figura 6.3:

a) ser enterrado em caixa de alvenaria, com fundo permeável ou dreno; b) a tampa deve ser articulada e confeccionada em ferro fundido ou material

similar, identificada pela palavra “INCÊNDIO”, com dimensões de 0,40 m x 0,60 m e pintada da cor vermelha;

c) estar afastada a 0,50 m da guia do passeio; d) a introdução voltada para cima em ângulo de 45º e posicionada, no

máximo, a 0,15 m de profundidade em relação ao piso do passeio; e) registro tipo globo angular 45º de ∅ 63mm, situado a no máximo 0,50 m do

nível do piso acabado, Classe 300, que deve permitir o fluxo de água nos dois sentidos e instalada de forma a garantir seu adequado manuseio, além de possuir vedação etileno propileno, com haste ascendente, com castelo quadrado de uso específico do CBMMG.

Figura 6.3 – Hidrante de Recalque

6.3.2 Dimensionamento das Tubulações O dimensionamento das tubulações utilizadas para a distribuição de água

para combate e prevenção de incêndio é feita considerando o uso simultâneo de dois jatos de água mais desfavorável hidraulicamente.

No caso de edificações abastecidas por reservatório superior, o ponto mais desfavorável (menor pressão) será o último pavimento.

Os critérios a serem seguidos para o dimensionamento dessas tubulações são:

a) diâmetro mínimo da tubulação de alimentação nos pontos de hidrante será

de 63 mm; b) velocidade máxima da água igual a 5,0 m/s; c) pressão máxima de trabalho igual 100 mca (1.000 kPa)

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Para o cálculo das perdas de carga ao longo do escoamento recomenda-se a utilização da fórmula Universal ou de Hazen-Willians.

Desta forma, com base nas vazões mínimas apresentadas na Tabela 6.1 e nas condições descritas anteriormente, pode-se proceder ao dimensionamento das tubulações do sistema sob comando.

6.4 Instalação Automática O sistema é dito “automático” quando o fluxo de água, ao ponto de combate

ao incêndio, se faz independente de qualquer intervenção de um operador, pela simples entrada em ação de dispositivos especiais. Conforme o tipo a que pertencem, os dispositivos atuam ao ser atingido determinado nível de temperatura ou de comprimento de onda de radiação térmica ou luminosa, ou pela presença de fumaça no ambiente.

O Sistema de Chuveiros Automático ou Sistema de Sprinklers, isto é, de aspersores, consiste basicamente numa rede de encanamentos ligada a um reservatório ou uma bomba, possuindo boquilhas ou aspersores dispostos ao longo da rede.

Os sprinklers possuem um obturador ou sensor térmico que impede a saída da água quando a situação for normal. Sob a ação do calor ou fumaça, ao irromper o incêndio, este dispositivo trabalha permitindo a aspersão da água sobre o local, após incidir sobre um defletor ou roseta de formato especial, conforme apresentado na Figura 6.3.

Figura 6.3 – Chuveiros Automáticos (Sprinklers)

6.5 Reserva de Água para Combate a Incêndio A reserva de água de incêndio deve ser prevista para permitir o primeiro

combate durante o início do incêndio. Os reservatórios utilizados nas instalações hidráulicas prediais de combate a

incêndio deverão ser estanques, com paredes lisas e protegidas internamente. Poderão ser os mesmos reservatórios utilizados nas instalações hidráulicas prediais de água fria, desde que seja assegurada a separação da reserva para combate a incêndio.

A canalização que alimenta as colunas de descida d’água, destinadas ao consumo geral do edifício, se inicia acima do fundo do reservatório superior, a fim de assegurar a reserva de combate a incêndio. A canalização para a alimentação dos

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dispositivos utilizados para o combate ao incêndio parte do fundo do reservatório superior.

A partir do reservatório superior as instalações hidráulicas para combate a incêndios devem ser completamente separadas das demais instalações.

Não é permitida a utilização da reserva de incêndio pelo emprego conjugado de reservatórios subterrâneos e elevados. Porém, é permitida a subdivisão dos reservatórios em unidades mínimas de 3,0 m³, de tal forma que todas as unidades estejam ligadas diretamente.

Quando da utilização de reservatório subterrâneo, será necessário a implantação de sistema de bombeamento totalmente independente para o combate a incêndios.

O CBMMG exige como capacidade mínima dos reservatórios para combate a incêndios os valores apresentados na Tabela 6.3, a seguir. Nesta tabela também está determinado o tipo de sistema de proteção a ser adotado.

Para a determinação do Grupo/Divisão característica do uso e da ocupação do edifício, pode-se utilizar a Tabela 6.4, a seguir.

Tabela 6.3 – Tipo de Sistema e Volumes Mínimos de Reserva de Incêndio

Área das edificações 1 ou áreas de

risco 2 (m²)

Grupo / Divisão

A-2, A-3, C-1, D-2, E-1, E-2, E-3, E-4, E-5, E-6, F-2, F-3, F-4, F-8, G-1, G-2, G-3, G-4, H-1, H-2, H-3, H-5, H-6, I-1,

J-1, J-2 e M-3

D-1, D-2, D-4 e F-1 (CI ≤≤≤≤ 300 MJ/m²)

B-1, B-2, C-3, F-5, F-6, F-7, F-9 e H-4

D-1, D-3 e D-4 (CI > 300 MJ/m²)

C-2, I-2 e J-3

(300 MJ/m² < CI ≤≤≤≤ 800 MJ/m²)

F-10, G-5, L-1 e M-1

C-2, I-2 e J-3

(CI > 800 MJ/m²)

F-1 (CI > 300 MJ/m²)

I-3, J-4, L-2 e L-3

até 3.000 Tipo 1

6 m³

Tipo 2

8 m³

Tipo 3

12 m³

Tipo 3

20 m³

Tipo 3

20 m³

de 3.001 a 6.000

Tipo 1

8 m³

Tipo 2

12 m³

Tipo 3

18 m³

Tipo 4

20 m³

Tipo 4

30 m³

de 6.001 a 10.000

Tipo 1

12 m³

Tipo 2

16 m³

Tipo 3

25 m³

Tipo 4

30 m³

Tipo 5

50 m³

de 10.001 a 15.000

Tipo 1

16 m³

Tipo 2

20 m³

Tipo 3

30 m³

Tipo 5

45 m³

Tipo 5

80 m³

de 15.001 a 30.000

Tipo 1

25 m³

Tipo 2

35 m³

Tipo 3

40 m³

Tipo 5

50 m³

Tipo 5

110 m³

acima de 30.000

Tipo 1

35 m³

Tipo 2

47 m³

Tipo 3

60 m³

Tipo 5

90 m³

Tipo 5

140 m³ CI - Carga de Incêndio. 1 Área das edificações: Somatório das áreas a construir e das áreas construída de uma edificação. 2 Área de risco: Área onde haja possibilidade de ocorrência de um sinistro.

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Tabela 6.4 – Cargas de Incêndio Específicas por Ocupação

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Tabela 6.4 – Cargas de Incêndio Específicas por Ocupação (continuação)

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Tabela 6.4 – Cargas de Incêndio Específicas por Ocupação (continuação)

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Tabela 6.4 – Cargas de Incêndio Específicas por Ocupação (continuação)

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Tabela 6.4 – Cargas de Incêndio Específicas por Ocupação (continuação)

Nota: Outros usos e ocupações verificar Anexo A da IT-09 do CBMMG.

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6.6 Exercícios 1) Calcular o volume da reserva de incêndio do prédio apresentado no exercício 2 do capítulo 2. 2) Determine o volume de água para combate a incêndios do reservatório localizados no prédio da biblioteca central do campus Coração Eucarístico da PUC.Minas. Considere a área da planta baixa do andar tipo do prédio igual a 2.700 m2. 3) Determine os volumes dos reservatórios de um edifício com a seguinte composição:

� 15 andares com 10 salas de 80 m² e área comum de 25 m², cada; � 1 andar térreo; � 3 andares de garagem com 1.300 m², cada.

Pede-se indicar o sistema de distribuição mais adequado. 6.7 Trabalho 4 O trabalho, cujo valor é 5 pontos, deve ser entregue em grupo e com todas as respostas detalhadas. 1) Determine o(s) volume(s) de água do(s) reservatório(s) do prédio 43 do Campus Coração Eucarístico da PUC Minas, detalhando os volumes de água potável e para combate a incêndio. Para efeito da estimativa de volume foram consideradas as áreas retiradas da planta baixa do prédio sendo 800 m2 pertencente ao andar tipo do corpo principal do prédio composto pelas salas de aula e 350 m2 pertencente ao andar tipo do trecho anexo. Pede-se que os cálculos efetuados leve em consideração que o sistema de abastecimento de água fria pode ser indireto por gravidade ou por bombeamento.

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7 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS DE GLP

7.1 Introdução O Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) é basicamente uma mistura de propano e

butano, hidrocarbonetos obtidos pela destilação do petróleo ou craqueamento de suas frações mais pesadas. O propano e o butano existem no gás natural, misturados a outros gases, sendo o gás natural a fonte mais econômica para sua obtenção e a que fornece a maior parte do GLP consumido no mundo.

A utilização em escala cada vez maior do GLP se deve a vantagens que apresenta em relação à maioria dos combustíveis, a saber:

a) elevado rendimento; b) elevado poder calorífico; c) ausência de toxidez; d) facilidade e rapidez de operação; e) ausência de subprodutos de queima, sólidos ou corrosivos.

7.2 Distribuição de GLP O GLP é distribuído pelas empresas que o comercializam sob duas

modalidades: a) Em recipientes transportáveis: bujões para 2 kgf, 5 kgf e 13 kgf; cilindros

para 45 kgf; e carrapetas para 90 kgf. b) A granel: tanques abastecidos por caminhões tanques.

7.3 Instalações de GLP Há várias maneiras de se executar uma instalação de GLP. Vejamos as mais

usuais.

7.3.1 Residência de Porte Pequeno e Médio Podem ser utilizados botijões de 13 kgf alimentando o fogão e o aquecedor

colocados externamente na casa. Não há rede interna de distribuição.

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7.3.2 Residência de Grande Porte Faz-se uma instalação de distribuição alimentando a cozinha, banheiros, área

de serviço e até mesmo aparelhos de calefação. O consumo sendo grande pode-se utilizar cilindros de 45 kgf ao invés dos

botijões de 13 kgf. A distribuição é feita sob média pressão, necessitando de reguladores de

segundo estágio antes de cada aparelho ou conjunto de aparelhos próximos entre si.

7.3.3 Prédios de Apartamentos Têm sido adotadas duas soluções: a) Instalação individual → cada apartamento com seu botijão de 13 kgf em

local de contato direto com o exterior; b) Instalação coletiva → armazena-se o GLP em uma bateria de cilindros de

45 kgf ou de 90 kgf cada, ou em tanques de grande capacidade, que abastecem os apartamentos.

7.4 Exigências Quanto às Instalações de GLP Nas instalações hidráulicas prediais de GLP, devem ser seguidas as

seguintes exigências mínimas: a) Cilindros e botijões devem estar afastados, no mínimo, 1,5 m de tomadas,

interruptores, chaves elétricas, ou qualquer aparelho sujeito à centelha ou chama;

b) As cabines para instalação externa de cilindros devem ser de materiais não-combustíveis e afastadas, no mínimo, 1,0 m de portas, janelas e outras aberturas do prédio;

c) A base dos cilindros ou botijões deve ficar em nível mais alto que o do terreno;

d) Em torno da cabine de bujões ou cilindros deve ser mantida uma “área de segurança” com, pelo menos, 1,2 m de largura, de modo que nesse espaço não haja qualquer instalação em nível mais baixo, capaz de armazenar o gás que escapar.

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BIBLIOGRAFIA

CREDER, Hélio. Instalações hidráulicas e sanitárias . 6. ed. Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos, 2006. 423 p. MACINTYRE, Archbald Joseph. Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais . 3ª edição. LTC Editora. Rio de Janeiro, 1996. VIANNA, Marcos Rocha. Instalações Hidráulicas Pediais . 3ª edição. Imprimatur, Artes Ltda. Belo Horizonte, 2004. Normas ABNT:

� NBR 5626 – Instalações Prediais de Água Fria; � NBR 6135 – Chuveiros Automáticos para Extinsão de Incêndios; � NBR 7198 – Projeto e Execução de Instalações Prediais de Água Quente; � NBR 8160 – Sistemas Prediais de Esgoto Sanitário – Projeto e Execução; � NBR 10844 – Instalações Prediais de Águas Pluviais; � NBR 13714 – Sistemas de Hidrantes e Mangotinhos para Combate a

Incêndios. Instruções Técnicas do CBMMG:

� IT-02 – Terminologia de Proteção contra Incêndio e Pânico; � IT-09 – Carga de Incêndio nas Edificações e Área de Risco; � IT-17 – Sistema de Hidrantes e Mangotinhos para Combata a Incêndio; � IT-18 – Sistema de Chuveiros Automáticos.

Sítios na Internet:

� http://www.bombeiros.mg.gov.br/ � http://www.copasa.com.br