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INSTALAÇÕES HIDRO-SANITÁRIAS I - ÁGUA FRIA II - ÁGUA QUENTE III- INCÊNDIO IV - ESG. SANITÁRIOS V- ÁGUAS PLUVIAIS VI - GÁS Engº Simon Bolivar M. Mendes

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Page 1: Aula de instalacoes prediais de água fria

INSTALAÇÕES HIDRO-SANITÁRIAS

I - ÁGUA FRIA

II - ÁGUA QUENTE

III- INCÊNDIO

IV - ESG. SANITÁRIOS

V- ÁGUAS PLUVIAIS

VI - GÁS

Engº Simon Bolivar M. Mendes

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Bibliografia Hélio Creder, Instalações Hidráulicas e Sanitárias.Rio de Janeiro.Editora LTC. 5a Edição. Macintyre, Archibald Joseph. Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais.Rio de Janeiro.Editora LTC. 3a Edição. Botelho, Manoel Henrique/Ribeiro Jr, Geraldo Andrade.São Paulo.Editora Blucher.3a Edição Bibliografia Complementar Azevedo Neto, José M. de. São Paulo.Editora Blucher. 2a Edição. Porto, Roberto de Melo.Hidráulica Básica. São Paulo. Editora USP.3a Edição Silvestre, Paschoal. Hidráulica Geral. Editora LTC. 1a Edição

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I - INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA

ENG. SIMON BOLIVAR M. MENDES

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INTRODUÇÃO

• O que é uma instalação predial de água fria?

• É um conjunto de tubulações, equipamentos, reservatórios e dispositivos existentes a partir do ramal predial, destinado ao abastecimento dos pontos de utilização de água do prédio, em quantidade suficiente e mantendo a qualidade da água fornecida pelo sistema de abastecimento.

Engº Simon Bolivar M. Mendes

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Engº Simon Bolivar M. Mendes

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INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS

• Coluna de Distribuição Leva ao apartamento a água proveniente da caixa d’água.

• Coluna de Águas Servidas É a coluna que recebe toda a água utilizada no apartamento, como esgoto, tanque e banheiros.

• Nos prédios mais antigos , são confeccionadas em ferro fundido e nos atuais em tubos de p.v.c. . Quando necessário, serão substituídas em tubos de p.v.c.

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• Coluna de Águas Pluviais Coluna que recebe toda as águas provenientes de chuvas.

• Como a coluna de águas servidas, nos prédios mais antigos , são confeccionadas em ferro fundido e nos atuais em tubos de p.v.c. . Quando necessário, serão substituídas em tubos de p.v.c.

• Barriletes Centrais de distribuição de água, que estão localizadas logo abaixo das caixas d’água superiores, e que possuem a função de distribuir água limpa pelas tubulações.

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Válvulas Redutoras de Pressão Têm como finalidade diminuir a pressão da água dentro da tubulação, tornando mais fácil o manuseio de torneiras, chuveiros, máquinas de lavar, filtros em geral encontrados dentro dos apartamentos.

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• Ligações da caixa d’água

• Além da tubulação de alimentação, que termina na torneira de bóia, existem na caixa d’água mais três tipos de ligação: ladrão, lavagem e barriletes.

• O ladrão fica localizado na parte superior da caixa d’água, próximo à borda. Sua função é evitar que água transborde, caso a torneira de bóia falhar. Justamente para isto, o diâmetro do ladrão tem que ser maior do que a tubulação de entrada.

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AULA 02

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Em geral, nas residências se usa tubo de 25 mm na alimentação e de 32 mm no ladrão e na tubulação de lavagem. Esta última fica exatamente no fundo, bem rente à borda, e sua função é esvaziar totalmente a caixa para limpeza ou manutenção. Para tanto a tubulação de lavagem tem um registro, para ser aberto única e exclusivamente nesta ocasião.

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BARRILETE

O barrilete coleta a água pelo menos 10 cm acima do fundo da caixa, para evitar que se use água contaminada pelos depósitos que vão sedimentando no fundo da caixa. A saída para lavagem coleta a água o mais próximo possível ao fundo, justamente para retirar as partículas sedimentadas

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Res em fibra de vidro, tubos partem da lateral, evitam os apoios

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• Ramais de distribuição

• Dos barriletes saem as colunas de distribuição e daí para os ramais de distribuição. Os ramais de distribuição, por sua vez, levam a água fria através do imóvel conduzindo-a até os sub-ramais e daí para os pontos de consumo, constituídos pelos chuveiros, torneiras, etc.

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Em pequenas obras, costuma-se sair com um tubo de 50 mm para alimentar o banheiro (com válvula de descarga) e outra de 25 ou 32 mm para alimentar cozinha, área de serviço e banheiros com bacia de caixa acoplada.

Em obras maiores, com mais cômodos, é conveniente fazer uma saída para cada banheiro, outra para a cozinha e outra para a área de serviço. Com isto, um ambiente não interfere no funcionamento do outro, pois ficam totalmente independentes.

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Caso o banheiro utilize caixa acoplada ao invés de válvula de descarga, pode ser alimentado com um único tubo de 25 ou 32 mm, que servirá também para o chuveiro e pia. Se o projeto estiver prevendo aproveitamento de água de chuva, de cisterna ou de reuso, deverá haver uma caixa d’água e uma tubulação especificamente para o vaso sanitário, pois não se deve utilizar água reciclada no chuveiro, nas pias, na cozinha e na área de serviço.

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As medidas de tubo que indicamos acima são genéricas, mas são também as mais usadas, tanto que acabaram virando padrão para os dispositivos encontrados no comércio. Atendem realmente à maioria dos casos de pequenas obras, mas se você tiver um projeto diferente, como um comércio ou indústria, ou até mesmo uma residência um pouco mais sofisticada precisará dimensionar a tubulação.

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ELABORAÇÃO DE PROJETO

1. Planta baixa, cortes, detalhes e vistas isométricas c/ o traçado dos condutos.

2. Memória descritiva, justificativa e de cálculo;

3. Especificações do material e normas para a sua aplicação (opcional)

4. Orçamento (opcional)

• Deve constar na planta de arquitetura a localização das caixas d’água e dos diversos pontos de consumo;

• Escala de projeto: 1:50; 1:100

• Detalhes: 1:20; 1:25

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TERMINOLOGIA

• Aparelho sanitário, barrilete, caixa de descarga, conjunto elevatório, instalação elevatória, consumo diário, extravasor, coluna de distribuição, ramal, sub-ramal, ramal predial, vávula de retenção e vazão

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1.0 – DADOS PARA PROJETO

1.1 TIPOS DE SISTEMA

1. Sistema direto de distribuição

2. Sistema indireto de distribuição, sem bombeamento

3. Sistema indireto de distribuição, com bombeamento

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FIG. 1.1 – SISTEMA DIRETO

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FIG 1.2 – SIST INDIRETO (descendente)

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SIST INDIRETO (com bombeamento)

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ESQUEMA DE UM SIST. PREDIAL DE ÁGUA FRIA

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ÁGUA FRIA

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ÁGUA FRIA E ÁGUA QUENTE

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ISOMÉTRICA

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1.1 – TAXA DE OCUPAÇÃO

Para calcular o consumo residencial diário, considera-se a seguinte taxa de ocupação: cada quarto social ocupado por duas pessoas e cada quarto de serviço, por uma.

Na falta de dados para outros casos, pode-se considerar a tabela 1.1

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Para efeitos didáticos, para prédios públicos ou comerciais, pode-se considerar

as taxas de ocupação apresentadas a seguir:

Local Taxa de ocupação

Bancos Uma pessoa por 5,00 m2 de área

Escritórios Uma pessoa por 6,00 m2 de área

Pavimentos térreos Uma pessoa por 2,50 m2 de área

Lojas (pavimentos superiores) Uma pessoa por 5,00 m2 de área

Museus e bibliotecas Uma pessoa por 5,50 m2 de área

Salas de hotéis Uma pessoa por 5,50 m2 de área

Restaurantes Uma pessoa por 1,40 m2 de área

Salas de operação (hospital) Oito pessoas

Teatros, cinemas e auditórios Uma cadeira para cada 0,70 m2 de área

Fonte: Creder (1995)

TAB. 1.1

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1.2 – CONSUMO DE ÁGUA

Page 54: Aula de instalacoes prediais de água fria

Tipo de edificação Consumo (litros/ dia)

Alojamentos provisórios

Ambulatórios

Apartamentos de padrão médio

apartamento de padrão luxo

Cavalariças

Cinemas e teatros

Creches

Edifícios públicos ou comerciais

Escolas- externatos

Escolas- internatos

Escolas- semi-internatos

Escritórios

Garagens e postos de serviços

Garagens e postos de serviços

Hotéis (sem cozinha e sem lavanderia)

Hotéis (com cozinha e com lavanderia)

Hospitais

Industrias- uso pessoal

Indústrias- com restaurante

Jardins (rega)

Lavanderias

Mercados

Orfanatos, asilos e berçários

Postos de serviço para automóveis

Piscinas- lâmina de água

Residência popular

Residência de padrão médio

Residência padrão luxo

Restaurantes e similares Templos

80 - per capita

25 - per capita

250- per capita

300- per capita

100- por cavalo

2- por lugar

50- per capita

80- per capita

50- per capita

150- per capita

100- per capita

50- per capita

150- por automóvel

200- por caminhão

120- por hóspede

250- por hóspede

250- por leito

80- por operário

100- por operário

1.5- por m2

30- por kg de roupa seca

5-por m2 de área

150-per capita

150-por veículo

2.5-cm por dia

150-per capita

250-per capita

300-per capita

25-por refeição 2-por lugar

CONSUMO DIÁRIO

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1.3 – DIMENSIONAMENTO DO ALIMENTADOR PREDIAL

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1.3 - Dimensionamento do alimentador predial (ramal predial interno) No sistema indireto admite-se abastecimento continuo durante 24 horas e que a vazão atende o consumo de água. • Qap (m3/s) = CD / 86.400 ou Qap (m) = (4 Q / 3,1416 V)1/2 onde: Qap= Vazão do alimentador predial em m3/s CD= Consumo diário em m3 V= Velocidade da água – 0,6 a 1,0 m/s

Page 57: Aula de instalacoes prediais de água fria

Uma outra forma de calcular o diâmetro do alimentador predial é através do Ábaco de Fair-Whipple-Hsiao. Entra-se com o valor do consumo diário e a velocidade fixada em 1 m/s. Obs.: O diâmetro mínimo é de ¾”(20 mm) Ex.: Dimensionar o ramal predial para o consumo diário de 68.160 l Resp.: Usando a tabela: Para Q = 68,16 m3/dia e V=1,0 m/s, pela tab. Encontro DN=32 Usando o Ábaco: Q = 68160/86400 = 0,79 l/s e V= 1 m/s, entro no Ábaco e encontro D = 1 ¼” (32 mm)

Page 58: Aula de instalacoes prediais de água fria

TUBOS COBRE E PVC

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TUBO AÇO GALV. E FeFo

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1.4 – CAPACIDADE DOS RESERVATÓRIOS

Prever reservatórios com capacidade suficiente para dois dias de consumo e mais a reserva de incêndio que é de 15% a 20% do consumo diário.(segundo a NBR-5626/98)

• Res. Superior = 2/5 da capacidade de reservação

• Res. Inferior = 3/5 da capacidade de reservação

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UMA OUTRA FORMA SERIA:

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Exercício 01: Um edifício de 10 pavimentos com 4 apartamentos por pavimento, sendo cada apartamento com 3 quartos sociais e um de empregada mais o apartamento do zelador. Determinar a capacidade dos reservatórios

Resp.:

Cada apto 7 pessoas

Cada pav `4x7 = 28 pessoas

10 pav 10x28 = 280 pessoas

Apto do zelador 4 pessoas

Total: 284 pessoas

Page 63: Aula de instalacoes prediais de água fria

Taxa “per capita”de água 200 l/hab.dia (tab. 1.2)

Consumo diário 200x284 = 56800 l

Consumo p/ dois dias 2x56800 = 113600 l

Reserva de incêndio (20%) 0,2x56800 = 11360 l

Vol total = 113600 + 11360 = 124960 l

Cap do res inferior = (3/5) 124960 = 74976 = 75000 l = 75 m3

Cap do res sup = (2/5) 124960 = 49984 l = 50000 l = 50 m3

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Exercício 02: Um prédio de apartamentos tem 48 apartamentos de sala, 3 quartos e 1 quarto de empregada mais o apartamento do zelador e 48 vagas de garagem onde é permitida a lavagem de carro. Determinar a capacidade do res inferior e superior.

Resp.:

48 aptos(3qtosx 2 pessoas+1qto empx 1 pessoa)x200l/hab.dia =

67200 l

Apartamento do zelador: 4 x 200 = 800 l

Garagem (lavagem de carro): 48 x 50 l/carro (tab 1.2): 2400 l

Consumo diário total: 70400 l

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Consumo para dois dias 2x70400 = 140800 l

Taxa para incêndio (20% consumo diario): 0,2x70400 = 14080 l

Vol total = 140800 + 14080 = 154880 l

Res inf = 3x154880/5 = 92928 l = 93 m3

Res sup = 2x154880/5 = 61952 l = 62 m3

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1.5 - VAZÃO DAS PEÇAS DE UTILIZAÇÃO • VER TAB. 1.3

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AULA 03

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1.6 - CONSUMO MÁXIMO PROVÁVEL NUNCA HÁ A POSSIBILIDADE DE USO SIMULTÂNEO DE TODAS

AS PEÇAS ( ver tab 1.4)

PELA NORMA: Q = C. ∑𝑃 Q = vazão provável em l/s C = coef. de descarga = 0,30 l/s ΣP = soma dos pesos de todas as peças de utilização do

trecho considerado

Page 69: Aula de instalacoes prediais de água fria

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TAB. 1.4

Page 70: Aula de instalacoes prediais de água fria

Com o peso das peças de utilização pode-se determinar o diâmetro e a vazão das canalizações, veja a fig. 1.5 a

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Page 72: Aula de instalacoes prediais de água fria

Exercício: Dimensionar um encanamento (ramal) que alimenta um banheiro, com as seguintes peças: um vaso sanitário, um lavatório, um bidê, uma banheira e um chuveiro.

Resp.:

Os pesos correspondentes às peças são:

Vaso sanitário (com válvula) 40

Lavatório 0,5

Bidê 0,1

Banheira 1,0

Chuveiro 0,5

SOMA 42,1

Page 73: Aula de instalacoes prediais de água fria

Entrando no ábaco 1.5 a, ∑Pesos = 42,1, então, encontro a vazão = 1,9 l/s e o diâmetro do tubo de 1 ¼” (32 mm).

Obs.: usando a fórmula de vazão: Q = C√.ΣP = 0,3 x 42,10,5 = 1,95l/s

_______________________________________________________

Empregando-se a tab. 1.4 (Probabilidade de uso simultâneo), teríamos:

- Aparelhos comuns = 4, logo 68%

- Aparelhos com válvula = 1, logo 100%

- Soma dos pesos aparelhos comuns: 0,68 x (0,5+0,1+1+0,5) = 1,4

- Soma dos pesos aparelho com válv.: 1 x 40 = 40

- Total dos pesos = 1,4 + 40 = 41,4

- Usando o ábaco 1.5 a, tem-se D = 32 mm

Page 74: Aula de instalacoes prediais de água fria
Page 75: Aula de instalacoes prediais de água fria

2.0 – DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS

2.1 – DIÂMETRO DOS SUB-RAMAIS

Page 76: Aula de instalacoes prediais de água fria

2.2 - RAMAIS

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TAB. 1.9 – SEÇÕES EQUIVALENTES (MÉTODO DO CONSUMO

MÁXIMO POSSÍVEL)

Pelo consumo máx. Possível, usamos o método das seções equivalentes, em que todos os diâmetros são expressos em função da vazão obtida com ½ polegada.

Obs.: Há também o método do consumo máximo provável, usa-se a fig 1.5 b. Não será utilizado nesse curso.

15 20 32 25 40 50 60 75 100

Page 77: Aula de instalacoes prediais de água fria
Page 78: Aula de instalacoes prediais de água fria

Exercício 01: Dimensionar um ramal para atender as seguintes peças de uso simultâneo em uma residência:

Sub-ramal 1: pia de cozinha

Sub-ramal 2: vaso sanitário com válvula de descarga

Sub-ramal 3: Lavatório

Sub-ramal 4: Tanque de lavar

P VS LV T

Page 79: Aula de instalacoes prediais de água fria

Resp.:

Dimensionamento dos sub-ramais, ver tab. 1.8

Pia de cozinha: DN- 15 (1/2”)

Vaso Sanitário: DN-32 (11/4”)

Lavatório: DN- 15 (1/2”)

Tanque: DN-20 (3/4”)

Seção equivalente: 1+ 10,9 + 1 + 2,9 = 15,8 (Tab 1.9)

P VS LV T

Page 80: Aula de instalacoes prediais de água fria

Com o total de 15.8, pela tabela 1.9 (seção equiv.) constata-se que um ramal de 1 ½” satisfaz.

Exercício 02: Dimensionar um ramal, alimentando simultaneamente 3 ch e 3 LV de um colégio.

Seção Eq:1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 6 (Tab 1.9……..diâmetro do ramal = 1” (DN-25))

CH CH

CH LV LV LV

1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2

P VS LV T

1 ½”(40)

Page 81: Aula de instalacoes prediais de água fria

2.3 – DIÂMETRO DAS COLUNAS DE DISTRIBUIÇÃO

• Método de Hunter

É bom lembrar que deve-se evitar ramais longos, é preferível criar novas colunas de distribuição.

É conveniente projetar uma coluna só para os vasos sanitários e outra para atender as demais peças.

Page 82: Aula de instalacoes prediais de água fria

2.3 – COLUNAS (MÉTODO DE HUNTER)

COL TRE P.U P AC Q D VEL L REAL L EQ Lt P DISP J Hf P JUS OBS

l/s mm m/s m m m mca m/m m mca

(a) (b) © (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (l) (m) (n) (o)

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DESCRIÇÃO DA PLANILHA

a) Numerar a coluna;

b) Marcar com letras os trechos em que haverá; derivações para os ramais;

c) Somar os pesos de todas as peças de utilização (tab. 1.3);

d) Juntar os pesos acumulados no trecho;

e) Determinar a vazão, em l/s, usando a fig. 1.5 a;

f) Arbitrar um diâmetro D em polegada ou mm

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Page 84: Aula de instalacoes prediais de água fria

g) Obter V em m/s e J em m/m (fig. 1.8; 1.9 ou 1.11. OBS.: Se V>3,0 m/s, escolher um D maior; Obs. Não considerar a tab. 1.7 de vel. máx do livro do Hélio

Creder h) Comprimento real ( medido em planta) i) Comprimento equivalente (Leq) – devido a perdas

localizadas; j) Comprimento total- Lt = L+Leq; l) Pressão disponível no ponto considerado: diferença de nível

entre NA do res e este ponto; m) Perda de carga unitária (ver item g); n) Perda de carga total – h = Lt x J;

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Page 85: Aula de instalacoes prediais de água fria

FIG 1.8 - TUBO AÇO GALV. E FeFo

Page 86: Aula de instalacoes prediais de água fria

FIG 1.9 -TUBOS COBRE E PVC

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Page 92: Aula de instalacoes prediais de água fria

Exercício 01: Dimensionar as colunas 1,2 e 3 de um edifício residencial de quatro pavimentos, que atendam as seguintes peças por pavimento:

• Coluna 1: aquecedor, banheira, chuveiro, lavatório e bidê nos 2o, 3o e 4o pav. e vaso sanitário com caixa de descarga, banheira, chuveiro, lavatório e bidê no 1o pavimento.

Obs.: o aquecedor irá atender, B+CH+L+BD

• Coluna 02: Vaso sanitário com válvula de descarga

• Coluna 03: Vaso sanitário com válvula de descarga, pia, filtro, tanque e chuveiro

AULA 04

Page 93: Aula de instalacoes prediais de água fria

• Pé direito: 3,0 m

• Tubulação em ferro galvanizado

• Pressão disponível na derivação do 4o pav = 5,5 m

• Comprimento real da tubulação até a derivação no 4o pav.:

A-B = 10,5 m

A-F =7,5 m

A-J = 8,5 m

Diâmetro do barrilete = 2 ½”(63 mm)

AQ = aquecedor; VS = vaso sanitario; BD = bidê; CH = chuveiro; B = banheira; L = lavatório; P = pia; F = filtro; T = tanque

Page 94: Aula de instalacoes prediais de água fria
Page 95: Aula de instalacoes prediais de água fria

DIMENSIONAMENTO DAS COLUNAS (MÉTODO DE HUNTER)

COL TRE PESO

UNIT

PESO

AC.

Q D VEL L REAL L EQ Lt P DISP J Hf P JUS OBS

l/s mm m/s m m m mca m/m m mca

(a) (b) © (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (l) (m) (n) (o)

Engº Simon Bolivar M. Mendes

TAB 1.3 FIG 1.5 a FIG 1.5 a FIG 1.8 FIG 1.13 a FIG 1.8

Page 96: Aula de instalacoes prediais de água fria

COLUNA (a)

TRECHO (b)

PESO UNIT © TAB 1.3

PESO ACUMULADO (d)

Q(L/S) FIG 1.5a (e)

D(mm) FIG 1.5a (f)

V(m/s) FIG 1.8 (g)

L REAL (m) (h)

Leq (m) FIG 1.13 (i)

L TOTAL (m) (j)

P DISP(m) (l)

PERDA CARGA UNIT FIG 1.8 (m)

PERDA CARGA TOTAL (n)

PRESSÃO A JUS (o)

1 A-B B-C C-D D-E

4,2 4,2 4,2 2,4

15 10,8 6,6 2,4

1,17 0,98 0,78 0,47

32 25 25 20

1,5 1,8 1,5 1,6

10,5 3,0 3,0 3,0

7,43 1,66 1,66 1,25

17,93 4,66 4,26 4,25

5,50 6,17 7,91 10,07

0,13 0,27 0,18 0,24

2,33 1,26 0,84 1,02

3,17 4,91 7,07 8,82

2 A-F F-G G-H H-I

40 40 40 40

160 120 80 40

3,8 3,3 2,7 1,9

50 40 40 40

1,9 2,4 2,0 1,5

7,5 3,0 3,0 3,0

12,05 2,5 2,5 0,95

19,55 5,5 5,5 3,95

5,5 6,15 7,77 9,83

0,12 0,25 0,17 0,1

2,35 1,38 0,94 0,40

3,15 4,77 6,83 9,43

3 A-J J-L L-M M-N

42,3 42,3 42,3 42,3

169,2 126,9 84,6 42,3

3,9 3,4 2,8 1,95

50 50 40 40

1,8 1,6 2,0 1,6

8,5 3,0 3,0 3,0

17,48 3,30 2,50 0,95

25,98 6,30 5,50 3,95

5,50 5,38 7,81 9,82

0,12 0,09 0,18 0,11

3,12 0,57 0,99 0,43

2,32 4,81 6,82 9,39

OBS.01: CONFERIR A PRESSÃO A JUS COM A PRESSÃO DE SERVIÇO – TAB 1.6 OBS.02: Por construção: A-B = 10,5 m; A-J = 8,5 m; A-F = 7,5 m

Page 97: Aula de instalacoes prediais de água fria

RESP.:

I - COLUNA 1

Pesos unitários no 2o, 3o e 4o pav.(tab 1.3)

B CH L BD

AQ = 1 + 0.5 + 0.5 + 0.1 = 2,1

AQ = 2.1

B = 1.0

CH = 0.5

L = 0.5

BD = 0.1

TOTAL = 4,2

Page 98: Aula de instalacoes prediais de água fria

Pesos unitários no 1o pav.

VS c/ cx. descarga = 0.3

B = 1.0

L = 0.5

CH = 0.5

BD = 0.1

TOTAL = 2.4

Total da coluna 01= (pav. 2,3 e 4) + pav. 1 = 3 x 4.2 + 2.4 = 15.0

Page 99: Aula de instalacoes prediais de água fria

Na fig. 1.5a: com o peso acumulado de 15.0 encontra-se:

Q = 1,17 l/s e D = 1 ¼” (32 mm)

Velocidade (fig 1.8) … V = 1,5 m/s

Obs 01. Pode-se usar a eq da continuidade

Obs. 02: Se a velocidade for maior que 3,0 m/s escolher um Diâmetro maior

Page 100: Aula de instalacoes prediais de água fria

Engº Simon Bolivar M. Mendes

Page 101: Aula de instalacoes prediais de água fria

FIG 1.8 - TUBO AÇO GALV. E FeFo

Page 102: Aula de instalacoes prediais de água fria

Perdas de carga localizadas transformadas em comprimento eq.

Fig. 1.13a e Fig. 1.13b

Trecho A-B:

Reg. gaveta 2 ½” (63 mm) 0.4 m

Tê de 2 ½” 4.16 m

Curva de raio longo de 1 ¼”(32mm) 0,79 m (macho e femea)

T de 1 ¼” 2,08 m

TOTAL 7,43 m

Obs: A redução é desprezível a perda de carga

Page 103: Aula de instalacoes prediais de água fria
Page 104: Aula de instalacoes prediais de água fria
Page 105: Aula de instalacoes prediais de água fria

• TRECHO B-C

Tê de 1” (25mm) 1,66 m

• TRECHO C-D

Tê de 1” 1,66 m

• TRECHO D-E

Curva de ¾”(20mm) 0,48 m

Page 106: Aula de instalacoes prediais de água fria

PERDA DE CARGA UNITÁRIA (J) – [m/m]

Fig 1.8

Trecho A-B

Com Q = 1,17 l/s e D = 32 mm (1 ¼”), tem-se V=1,5 m/s e J=0.13m/m

hf = 0,13 x 17,93 = 2,33 m

Trecho B-C

Com Q = 0,98 l/s e D = 25 mm, tem-se V=1,8 m/s e J=0.27 m/m

hf = 0,27 x 4,66 = 1,26 m

Page 107: Aula de instalacoes prediais de água fria

Trecho C-D

Com Q=0,78 l/s e D=25mm, tem-se V=1,5 m/s e J=0,18 m/m

hf = 0,18 x 4,66 = 0,84 m

Trecho D-E

Com Q=0,47 l/s e D= 20 mm, tem-se V=1,6 m/s e J=0,24 m/m

hf = 0,24 x 4,23 = 1,02 m

Page 108: Aula de instalacoes prediais de água fria

PRESSÃO DISPONIVEL

Trecho A-B = 5,5 m (dado)

Pressão a jusante do trecho A-B = 5,5 – 2,33 = 3,17 m

Pressão disponível do trecho B-C = (5,5 + 3.0) – perda de carga em A-B = 8,5 – 2,33 = 6,17 m

Pressão a jus. de B-C: 6,17 – 1,26 = 4,91 m

Pressão disp. de C-D = (5,5+3+3) – perda de carga em A-B - perda de carga em B-C = 11,5 – 2,33 – 1,26 = 7,91 m

Pressão a jus. de C-D = 7,91-0,84 = 7,07 m

Pressão disp. de D-E = (5,5+3+3+3) – 2,33 – 1,26 – 0,84 = 10,07 m

Pressão a jus. de D-E = 10,07 – 1,02 = 8,82 m

Page 109: Aula de instalacoes prediais de água fria

II – COLUNA 2

Trecho A-F

Peso unitário = 40

Peso acumulado = 4 x 40 = 160

Vazão: (fig 1.5a)……com o peso ac = 160, tem-se Q = 3,8 l/s e

D = 50 mm ou 2”

Vel. e perda de carga unitária(J): (fig 1.8) …com Q e D, tem-se V = 1,9 m/s e J = 0,12 m/m

Comprimento real = 7,5 m (tirado da planta)

Page 110: Aula de instalacoes prediais de água fria

Perdas localizadas:

Registro de gaveta de 2 ½” (63 mm) 0,4 m

Tê de 2 ½” 2 x 4,16 = 8,32 m

Tê de 2” (50 mm) 3,33 m

Total 12,05 m

Comprimento total = 7,5 + 12,05 = 19,55 m

Pressão disponível = 5,5 m

Perda de carga total = 0,12 x 19,55 = 2,35 m

Page 111: Aula de instalacoes prediais de água fria

Obs.: SEGUE O MESMO PROCEDIMENTO PARA OS DEMAIS TRECHOS

Trechos F-G e G-H:

Perda de carga localizada (comprimento equivalente)

Tê de 1 ½” (40mm) 2,50 m

Trecho H-I:

Curva raio longo de 1 ½” 0,95 m

Perda de carga unitária (J)

Fig 1.8

Page 112: Aula de instalacoes prediais de água fria

III – COLUNA 3

Pesos unitários (Tab 1.3)

VS (c/ VD) 40

P 0.7

F 0.1

T 1.0

CH 0.5

Total 42.3

Page 113: Aula de instalacoes prediais de água fria

Peso acumulado

Trecho A-J: 4 x 42,3 = 169,2

Na fig 1.5a com o peso ac. encontro Q e D

Vel, na fig 1.8 com Q e D encontro J e V

Comprimento equivalente (perda localizada)

Trecho A-J (fig 1.13a e fig 1.13b)

Reg de gaveta de 2 ½” (63mm) 0,4 m

Tê de 2 ½” 3 x 4,16 = 12,48 m

Curva de raio longo de 2” 1,27 m

Tê de saída de 2” 3,33 m

Total 17,48 m

Page 114: Aula de instalacoes prediais de água fria

Trecho J-L

Tê de 2” 3,3 m

Trecho L-M

Tê de 1 ½” 2,50 m

Trecho M-N

Curva de raio longo 1 ½” 0,95 m

Page 115: Aula de instalacoes prediais de água fria

VERIFICAÇÃO:

Pressão estática em E

5,5 + 3 + 3 + 3 = 14,5 m

∑Perdas de carga até E: 2,33+1,26+0,84+1,02 = 5,45 m

Pressão estática em em E: Pressão a jus de E + ∑perdas = 8,82+5,45 = 14,3 m OK!

Page 116: Aula de instalacoes prediais de água fria

VERIFICAÇÃO:

Pressão estática em I

5,5 + 3 + 3 + 3 = 14,5 m

∑Perdas de carga até I = 5,07 m

Pressão a jus. de H-I = 9,43 m

Pressão estática em em I: 9,43+5,07 = 14,5 m OK!

Page 117: Aula de instalacoes prediais de água fria

VERIFICAÇÃO:

Pressão estática em N

5,5 + 3 + 3 + 3 = 14,5 m

∑Perdas de carga até N = 3,12+0,57+0,99+0,43 = 5,11 m

Pressão a jus. de M-N = 9,39 m

Pressão estática em em N: 5,11+9,39 = 14,5 m OK!

Page 118: Aula de instalacoes prediais de água fria

Engº Simon Bolivar M. Mendes

Page 119: Aula de instalacoes prediais de água fria

3.0 – DIÂMETRO DO BARRILETE

3.1 – DEFINIÇÃO

É o cano que interliga as duas metades da caixa d’água e de onde partem as colunas de água.

3.2 – MÉTODO PARA O DIMENSIONAMENTO

a) Método de Hunter

b) Método das Seções Equivalentes

Page 120: Aula de instalacoes prediais de água fria

a) Método de Hunter

Fixa-se a perda de carga em 8% (perda de carga unitária)

Calcula-se a vazão como se cada metade da caixa atendesse à metade das colunas

Com J e Q entra-se no ábaco de Fair-White-Hsiao e encontra-se D.

Page 121: Aula de instalacoes prediais de água fria

b) Método das Seções Equivalentes

Usa-se a tab. 1.9 – Seções Equivalentes

Considera-se que metade da caixa atenda à metade das colunas.

Obs.: Este método às vezes encontra diâmetros um pouco exagerados.

Page 122: Aula de instalacoes prediais de água fria
Page 123: Aula de instalacoes prediais de água fria

Exercício: Dimensionar o barrilete da figura

Dados:

Tubos de ferro fundido

Vazões:

Col 1 = 4,0 l/s

Col 2 = 3,5 l/s

Col 3 = 3,4 l/s

Col 4 = 3,0 l/s

Page 124: Aula de instalacoes prediais de água fria
Page 125: Aula de instalacoes prediais de água fria

Resp.:

1o Método – Hunter

Barrilete A-B, atende as colunas 1 e 2

Barrilete C-D, atende as colunas 3 e 4

Vazão em A-B = Vazão na col 1 + vazão na col 2 = 7,5 l/s

Vazão em C-D = Vazão na col 3 + vazão na col 4 = 6,4 l/s

Barrilete A-B: Com Q = 7,5 l/s e J = 0,08 m/m, entro no ábaco fig. 1.8 e encontro D = 3”

Barrilete C-D: Com Q = 6,4 l/s e J = 0,08 m/m, entro no ábaco fig. 1.8 e encontro D = 3”

Page 126: Aula de instalacoes prediais de água fria

2o Método – Seções Equivalentes

Barrilete A-B:

A col 1 tem D=2 ½” logo, pela tab 1.9 tem-se 65,5

A col 2 tem D=2”logo, pela tab. 1.9 tem-se 37,8

65,5 + 37,8 = 103,3 que pela tab. 1.9, tem-se D = 3”

Barrilete C-D:

A col 3 tem D=2” logo, pela tab 1.9 tem-se 37,8

A col 4 tem D=1 ½”logo, pela tab. 1.9 tem-se 17,4

37,8 + 17,4 = 55,2 que pela tab. 1.9, tem-se D = 2 ½”

Obs.: Aconteceu do diâmetro encontrado do barrilete C-D ser menor que o diâmetro encontrado pelo Método de Hunter

Page 127: Aula de instalacoes prediais de água fria

4.0 – DIÂMETRO DAS TUBULAÇÕES DE RECALQUE E SUCÇÃO

4.1 – DEFINIÇÃO

Recalque: É o encanamento que vai da bomba ao reservatório superior.

Sucção: É o encanamento que vai do NA min do res. até a bomba

- Pela NB-92/80, NBR-5626 o Qmin da bomba é igual a 15% a 20% do consumo diário.

- Admitindo 20%, a bomba deverá funcionar durante 5 horas para recalcar o consumo diário.

- Exemplo: Se o consumo diário é 20 m3 a bomba terá que recalcar 4,0 m3/h (20/4 = 4 m3/h)

Page 128: Aula de instalacoes prediais de água fria

4.0 – DIÂMETRO DAS TUBULAÇÕES DE RECALQUE E SUCÇÃO

4.1 – DEFINIÇÃO

Recalque: É o encanamento que vai da bomba ao res. Superior

Sucção: É o encanamento que vai do NA mín do reservatório inferior até a bomba

• Pela NB-92/80 o Qmin da bomba é igual a 15% do consumo diário. Como dado prático, considerar 20%, logo a bomba deverá funcionar durante 5 horas para recalcar o consumo diário.

Ex.: Se o consumo diário é 20 m3 a bomba terá que recalcar 4,0 m3/hora

Page 129: Aula de instalacoes prediais de água fria

4.2 – DIÂMETRO DE RECALQUE

• Fórmula de Bresse: D = 1.3(X1/4).Q1/2

D = diâmetro em metros

Q = vazão em m3/s

X = número de horas de funcionamento da bomba/24 horas

4.3 – DIÂMETRO DA SUCÇÃO

Considera-se um diâmetro a mais

Page 130: Aula de instalacoes prediais de água fria

Ex.: Sabendo-se que o consumo diário de um prédio é 68160 l, dimensione o diâmetro da tubulação de recalque.

Resp.:

No de horas de funcionamento da bomba: 5 horas/dia

Vazão = 68160/5 = 13632 l/hora = 0,0038 m3/s

D = 1,3 x (5/24)1/4 x Q1/2

D = 0,052m = 52 mm

Dadotado = 50 mm (2”)

D sucção = 63 mm (21/2”)………75mm

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5.0 – ESCOLHA DA BOMBA DE RECALQUE

Com os valores de altura manômetrica e vazão, escolhe-se a bomba adequada.

• Potência do motor

P = Ɣ.𝐴𝑀𝑇.𝑄

75.η

P = potência em CV

AMT = altura manômetrica total em metros

Q = vazão em 𝑚3/s

η = rendimento do conj motor-bomba

Ɣ= peso específico da água = 1000 kg/𝑚3

Page 132: Aula de instalacoes prediais de água fria

BOMBAS

Potência instalada

Admitir, na prática, uma certa folga para os motores elétricos.

Acréscimos:

50% para as bombas até 2 CV

30% para as bombas até 2 a 5 CV

20% para as bombas até 5 a 10 CV

15% para as bombas até 10 a 20 CV

10% para as bombas de mais de 20 HP

Page 133: Aula de instalacoes prediais de água fria

Potência dos motores elétricos fabricados no Brasil; CV ¼, 1/3, ½, ¾, 1, 11/2, 2, 3, 5, 6, 71/2, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 50, 80, 100, 125, 150, 200 e 250 Obs.: Para potências maiores os motores são fabricados sob encomenda.

Page 134: Aula de instalacoes prediais de água fria

Dimensionar um conjunto motor-bomba centrífuga para recalcar a água do reservatório inferior para o res superior de um edificio residencial de 10 pav com os seguintes dados.

Consumo diário + incêndio: 60000 l

Altura de sucção 2,0 m

Altura de recalque 40,0 m

Comprimento da sucção 3,0 m

Comprimento do recalque 62,0 m

• Usar tubos de ferro galvanizado

• Rendimento do conj. motor-bomba: 50%

Page 135: Aula de instalacoes prediais de água fria
Page 136: Aula de instalacoes prediais de água fria

Resp.:

a) Cálculo dos diâmetros de recalque e sucção

No de horas de funcionamento da bomba = 5

Vazão horária: 60000/5 = 12000 l/h = 0,00333 m3/s

D = 1,3. 5/244 . 0,00333 = 1,3 x 0,67 x 0,0577 = 0,05m =50mm

Drecalque = 50 mm (2”)

Dsucção = 63 mm (21/2”)

Page 137: Aula de instalacoes prediais de água fria

b) Cálculo do comprimento equivalente na sucção

Fig 1.13a e Fig 1.13b

1 válvula de pé 17,0 m

1 curva de 90o 1,68 m

2 joelhos 2x2,35 4,7 m

2 registros de gaveta 2x0,4 0,8 m

1 tê de saída bilateral 4,16 m

TOTAL 28,34 m

Comprimento da sucção 3,00 m

TOTAL 31,34 m

Page 138: Aula de instalacoes prediais de água fria

c) Cálculo da perda de carga unitária na sucção (J)

Com D=21/2” e Q=3,33 l/s, entro no ábaco de Fair Whipple (fig 1.8) e encontro: J = 0.029 m/m e V = 1,0 m/s

d) Perda de carga total na sucção (hs)

Perda de carga total (hs) = 0,029 x 31,34 = 0,91 m

e) Comprimento equivalente para o recalque – 2” (50 mm)

1 válvula de retenção (leve) 4,2 m

5 cotovelos curtos (5x1,88) 9,4 m

1 saída de canalização 1,5 m

TOTAL 15,1 m

Page 139: Aula de instalacoes prediais de água fria

Comprimento do recalque 62,0 m

TOTAL: 15,1 + 62 = 77,1 m

f) Cálculo de J no recalque (fig 1.8)

Com D=2” e Q=3,33 l/s entro no ábaco e encontro J=0,09 m/m e V = 1,5 m/s

g) Perda de carga total no recalque (hr)

hr = 0,09 x 77,1 m = 6,94 m

h) Altura manômetrica total (AMT)

AMT = Hs + Hr + ∑hs + ∑hr = 2,0 + 40,0 + 0,91 + 6,94 = 49,85 m

Page 140: Aula de instalacoes prediais de água fria

i) Potência

P = Ɣ.𝐴𝑀𝑇.𝑄

75.η =

1000𝑥49,85𝑥0,0033

75𝑥0,5 = 4,39 CV

P = 1,3 x 4,39 = 5,7

Padotada = 6 CV

Page 141: Aula de instalacoes prediais de água fria

Obs.: Para a escolha definitiva da bomba, entramos na curva da bomba com os valores de AMT x Q (m3/h) e escolhemos o tipo de bomba (ver fig).

AMT = 49,85 m e Q = 12 m3/h, encontro uma bomba KSB ETABLOC

ESCANEAR FIG PAG 67

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