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UNIVERSIDADE CATLICA DE GOIS Departamento de Artes e Arquitetura Escola Prof. Edgar A. Graeff

SHAU ISISTEMAS HIDRO-SANITRIOS NA ARQUITETURA E URBANISMO

Notas de aulaTabelas, bacos e recomendaes.Gerson Antonio Lisita Lopes Arantes

Agosto/2002

Apostila SHAU I

SISTEMAS HIDRO-SANITRIOS NA ARQUITETURA E URBANISMO

Procedimento para Dimensionamento de Tubulaes da Rede Predial de Distribuio

A.1 - Estimativa das Vazes A.1.1 - Demanda Provvel Por razes de economia, usual estabelecer como provvel uma demanda simultnea de gua menor do que a mxima possvel. Essa demanda simultnea pode ser estimada tanto pela aplicao da teoria das probabilidades, como a partir da experincia acumulada na observao de instalaes similares. O mtodo de pesos relativos usado neste anexo se enquadra no segundo caso. A.1.2 - Unidades de Carga (pesos relativos) Os pesos relativos so estabelecidos empiricamente em funo da vazo de projeto (ver tabela A.1). A quantidade de cada tipo de pea de utilizao alimentada pela tubulao, que est sendo dimensionada, multiplicada pelos correspondentes pesos relativos e a soma dos valores obtidos nas multiplicaes de todos os tipos de peas de utilizao constitui a somatria total dos pesos (P). Usando a equao apresentada a seguir, esse somatrio e convertido na demanda simultnea total do grupo de peas de utilizao considerado, que expressa como uma estimativa da vazo a ser usada no dimensionamento da tubulao. Esse mtodo e vlido para instalaes destinadas ao uso normal da gua e dotadas de aparelhos sanitrios e peas de utilizao usuais: no se aplica quando o uso e intensivo (como e o caso de cinemas, escolas, quartis, estdios e outros), onde torna-se necessrio estabelecer, para cada caso particular, o padro de uso e os valores mximos de demanda.

Q = 0,3

P

Onde: Q a vazo estimada na seo considerada, em litros por segundo. P a soma dos pesos relativos de todas as peas de utilizao alimentadas pela tubulao considerada.

Prof. Gerson Antnio Lisita Lopes Arantes

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http://www.ucg.br/deparcursos/arq/shau/index.htm

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Apostila SHAU I

SISTEMAS HIDRO-SANITRIOS NA ARQUITETURA E URBANISMO

TABELA A.1 - PESOS RELATIVOS NOS PONTOS DE UTILIZAO IDENTIFICADOS EM FUNO DO APARELHO SANITRIO E DA PEA DE UTILIZAO Aparelho Sanitrio Bacia sanitria Banheira Bebedouro Bid Chuveiro ou ducha Chuveiro eltrico Lavadora de pratos ou de roupas Lavatrio Com sifo integrado Mictrio cermico Sem sifo integrado Mictrio tipo calha Pea de Utilizao Caixa de descarga Vlvula de descarga Misturador (gua fria) Registro de presso Misturador (gua fria) Misturador (gua fria) Registro de presso Registro de presso Torneira ou misturador (gua fria) Vlvula de descarga Caixa de descarga, registro de presso ou vlvula de descarga p/ mictrio Caixa de descarga ou registro de presso Torneira ou misturador (gua fria) Torneira eltrica Torneira Torneira Vazo de projeto Ls 0,15 1,70 0,30 0,10 0,10 0,20 0,10 0,30 0,15 0,50 0,15 Peso Relativo 0,3 32 1,0 0,1 0,1 0,4 0,1 1,0 0,3 2,8 0,3

0,15por metro de calha

0,3 0,7 0,1 0,7 0,4

Pia Tanque Torneira de jardim ou lavagem em geral

0,25 0,10 0,25 0,20

A.2 - Clculo da Perda de Carga A.2.1 - Tubos A perda de carga ao longo de um tubo depende do seu comprimento e dimetro interno, da rugosidade da sua superfcie interna e da vazo. Para calcular o valor da perda de carga nos tubos, recomenda-se utilizar a equao universal, obtendo-se os valores das rugosidades junto aos fabricantes dos tubos. Na falta dessa informao, podem ser utilizadas as expresses de Fair-Whipple-Hsiao indicadas a seguir. Para tubos rugosos (tubos de ao-carbono, galvanizado ou no): J = 20.2 x 106 x Q1.88 x d-4.88 Para tubos lisos (tubos de plstico, cobre ou liga de cobre): J = 8,69 x 106 x Q1.75 x d-4.75 Onde: J a perda de carga unitria, em quilopascals por metro. Q a vazo estimada na seo considerada, em litros por segundo. d o dimetro interno do tubo, em milmetros.

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A.2.2 - Conexes A perda de carga nas conexes que ligam os tubos, formando as tubulaes, deve ser expressa em termos de comprimentos equivalentes desses tubos. As tabelas A.2 e A.3 apresentam esses comprimentos para os casos de equivalncia com tubos rugosos e tubos lisos, respectivamente. Quando for impraticvel prever os tipos e nmeros de conexes a serem utilizadas, um procedimento alternativo consiste em estimar uma porcentagem do comprimento real da tubulao coo o comprimento equivalente necessrio para cobrir as perdas de carga em todas as conexes, essa porcentagem pode variar de 10% a 40% do comprimento real, dependendo da complexidade de desenho da tubulao, sendo que o valor efetivamente usado depende muito de experincia do projetista.

TABELA A.2 - PERDA DE CARGA EM CONEXES - COMPRIMENTO EQUIVALENTE PARA TUBO RUGOSO (TUBO DE AO-CARBONO, GALVANIZADO OU NO)

Dimetro Nominal (DN) 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150

Cotovelo 90 0,5 0,4 0,9 1,2 1,4 1,9 2,4 2,8 3,8 4,7 5,6

Cotovelo 45 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,9 1,1 1,3 1,7 2,2 2,6

Tipo de Conexo Curva Curva T passagem 90 45 direta 0,3 0,2 0,1 0,5 0,3 0,1 0,7 0,4 0,2 0,8 0,5 0,2 1,0 0,6 0,2 1,4 0,8 0,3 1,7 1,0 0,4 2,0 1,2 0,5 2,7 -0,7 --0,8 4,0 -1,0

T passagem lateral 0,7 1,0 1,4 1,7 2,1 2,7 3,4 4,1 5,5 6,9 8,2

TABELA A.3 - PERDA DE CARGA EM CONEXES - COMPRIMENTO EQUIVALENTE PARA TUBO LISO (TUBO DE PLSTICO, COBRE OU LIGA DE COBRE) Dimetro Nominal (DN) 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 Tipo de Conexo Curva Curva T passagem 90 45 direta 0,4 0,2 0,7 0,5 0,3 0,8 0,6 0,4 0,9 0,7 0,5 1,5 1,2 0,6 2,2 1,3 0,7 2,3 1,4 0,8 2,4 1,5 0,9 2,5 1,6 1,0 2,6 1,9 1,1 3,3 2,1 1,2 3,8

Cotovelo 90 1,1 1,2 1,5 2,0 3,2 3,4 3,7 3,9 4,3 4,9 5,4

Cotovelo 45 0,4 0,5 0,7 1,0 1,0 1,3 1,7 1,8 1,9 2,4 2,6

T passagem lateral 2,3 2,4 3,1 4,6 7,3 7,6 7,8 8,0 8,3 10,0 11,1

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Apostila SHAU IA.2.3 - Registros

SISTEMAS HIDRO-SANITRIOS NA ARQUITETURA E URBANISMO

Os registros de fechamento, geralmente utilizados na condio de passagem plena, apresentam perda de carga pequena que, para efeito deste procedimento, pode ser desconsiderada. Por outro lado, os registros de utilizao apresentam elevada perda de carga que deve ser cuidadosamente computada. A perda de carga em registro de presso pode ser obtida atravs da seguinte equao: h = 8 x 10 x K x Q x x d Onde:6 2 2 -4

h a perda de carga no registro em quilopascal. K o coeficiente de perda de carga do registro (ver NBR 10071). Q a vazo estimada na seo considerada, em litros por segundo. d o dimetro interno da tubulao em milmetros.

A.2.4 - Hidrmetros A perda de carga em hidrmetro pode ser estimada empregando-se a seguinte equao: h = (36 x Q) x (Qmax) Onde: h a perda de carga no hidrmetro em quilopascal. Q a vazo estimada na seo considerada, em litros por segundo. Qmax a vazo mxima especificada para o hidrmetro, em metros cbicos por hora (ver tabela A.4). A.3 - Verificao da presso disponvel2 2

A.3.1 - Sistema da presso disponvel A presso disponvel inicial usualmente considerada a partir da sada do reservatrio. Cada trecho de tubulao entre dois ns ou entre um n e uma extremidade da rede predial de distribuio deve ser dimensionado na base de tentativa e erro, comeando pelo primeiro trecho junto ao reservatrio. A presso disponvel residual no ponto de utilizao obtida subtraindo-se da presso inicial os valores de perda de carga determinados para os tubos, conexes, registros e outras singularidades. Se a presso residual for negativa ou menor que a presso requerida o ponto, ou ainda se tubos de dimetros impraticveis forem determinados, os dimetros dos tubos dos trechos antecedentes devem ser majorados e a rotina de clculo repetida (ver. A.4.3).

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A.3.2 - Sistema de tipo de abastecimento direto A presso disponvel inicial depende das caractersticas da fonte de abastecimento. No caso de rede pblica, a presso mnima no momento de demanda mxima deve ser obtida junto concessionria (ver. 5.1.3), se houver alguma dvida sobre esse valor ser mantido no futuro, deve-se aplicar algum tipo de coeficiente de segurana. Uma vez estabelecida a presso mnima, o mtodo de dimensionamento das tubulaes idntico quele usado quando o sistema do tipo de abaste cimento indireto.

A.3 - Verificao da presso disponvel

Os princpios que embasam o dimensionamento da rede predial de distribuio so os mesmos, quer o tipo de abastecimento seja direto ou indireto. Frmulas exponenciais, vlidas para tubos novos, esto arranjadas de modo a relacionar dimetro de tubo e vazo (consequentemente, tambm velocidade mxima) com perda de carga. A perda de carga adicional, devida a reduo da seo de escoamento da tubulao por envelhecimento desta, pode ser desprezada, no caso de tubo transportando gua potvel em um edifcio. TABELA A.4 - VALOR DA VAZO MXIMA(Qmax) EM HIDRMETROS

Qmax M3/h 1,5 3 5 7 10 20 30

Dimetro nominal DN(mm) 15 e 20 15 e 20 20 25 25 40 40

A.4.1 - Esquematizao da instalao

Esquemas, isomtricos ou no, ou projees da rede predial de distribuio, devem ser preparados e os desenhos devem ser feitos em escala . Com a determinao de cotas e dos dimetros de tubos. Utilizando nmeros ou letras, identificar cada n (derivao de tubos) e cada ponto de derivao (ou outra extremidade qualquer) da rede, em ordem crescente de montant