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DISCIPLINA :INSTALAÇÕES HIDRAÚLICAS PROF.ª KELLY GALVÃO

INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS

Compostas pelas instalações de água (hidro) e as instalações de esgoto (sanitárias).

As Instalações de Água podem ser:

a) Instalações de Água Fria

b) Instalações de Água Quente

INSTALAÇÃO DE ÁGUA FRIA

1) Conjunto de reservatórios, tubulações, equipamentos e dispositivos diversos existentes a

partir do ramal predial, com finalidade de manter a água sob boa qualidade e em quantidade

satisfatória.

Normas que regulamentam as instalações de água fria – NB-92/80 e NBR 5626

2) Projeto de Instalações – é o conjunto de plantas que se destinam a orientar e garantir a

qualidade, quantidade, conforto, economia e higiene.

3) Projeto Completo de Instalações de Água compreende:

a) Planta, cortes, detalhes e vistas isométricas (perspectiva a cavaleira), com dimensionamento

e traçado dos condutores.

b) Memorial descritivo, justificativa de cálculos

c) Específicação do material e normas para a sua aplicação

d) Orçamento, compreendendo o levantamento das quantidades e dos preços unitário e global

da obra

e) Escalas usuais para desenho dos projetos 1:50 ou 1:100

Detalhes e isométricos 1:25 ou 1:20

Elementos necessários para elaboração do projeto: Para elaborar um projeto de instalações são

necessárias as plantas completas do projeto de arquitetura ( planta baixa, fachadas, cortes,

locação, cobertura, locação e situação), bem como uma correta definição do padrão da

instalação, que poderá ser feita em comum acerto com o proprietário; dependendo do porte da

obra ou de sua complexidade, deve consultados os demais projetistas envolvidas na elaboração

de todos os projetos da edificação.

TERMINOLOGIA

Alimentador predial – Tubulação compreendida entre o ramal predial e a primeira derivação ou

válvula de flutuador do reservatório.

Aparelho sanitário – Aparelho destinado ao uso de água para fins higiênicos ou para receber

dejetos e/ou águas servidas.

INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA Prof.ª Kelly Galvão Automático de boia – Dispositivos instalado no interior de um reservatório para permitir o

funcionamento automático da instalação elevatória entre seus níveis operacionais extemos

Barrilete – Conjunto de tubulações que se origina no reservatório e do qual se derivam as colunas

de distribuição.

Caixa de descarga – Dispositivo colocada acima, acoplado ou integrado às bacias sanitárias ou

mictórios, destinados à reservação de àgua para suas limpezas.

Caixa de quebra-pressão – Caixa destinada a reduzir pressão nas colunas de distribuição.

Coluna de distribuição – Tubulação derivada do barrilete e destinada a alimentar ramais.

Conjunto de elevatório – Sistema para elavação de água.

Consumo diário – Valor médio de água consumida num período de 24 horas em decorrência de

todos os usos do edifício no período.

Dispositivo antivibratório – Dispositivo instalado em conjuntos elevatórios para reduzir vibrações

e ruídos e evitar sua transmissão.

Extravasor – Tubulação destinada a escoar os eventuais excessos de água dos reservatórios e das

caixas de descarga.

Inspeção – Qualquer meio de acesso aos reservatórios, equipamentos e tubulações.

Instalação elevatória – Conjunto de tubulações, equipamentos e dispositivos destinados a elevar

a água para o reservatório de distribuição.

Instalação hidropneumática – Conjunto de tubulações, equipamentos, instalações elevatórias,

reservatórios hidropeneumáticos e dispositivos destinados a manter sob pressão a rede de

distribuição predial.

Instalação predial de água fria – Conjunto de tubulações, equipamentos, reservatórios e

dispositivos, existentes a partir do ramal pr3edial, destinado ao abastecimento dos pontos de

utilização de água do prédio, em quantidade suficiente, mantendo a qualidade da água fornecida

pelo sistema de abastecimento.

Interconexão – Ligação, permanente ou eventual, que torna possível a comunicação entre dois

sistemas de abastecimento.

Ligação de aparelho sanitário – Tubulação compreendida entre o ponto de utilização e o

dispositivo de entrada de água no aparelho sanitário.

Limitador de vazão – Dispositivo utilizado para limitar a vazão em uma peça de utilização.

Nível operacional – Nível atingido pela água no interior da caixa de descarga, quando o

dispositivo da torneira de boia se apresenta na posição fechada e em repouso.

Nível de transbordamento – Nível atingido pela água no interior da caixa de descarga, quando o

dispositivo da torneira de boia se apresenta na posição fechada e em repouso.

Quebrador de vácuo – Dispositivo destinado a evitar o reflexo por sucção da água nas tubulações.

INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA Prof.ª Kelly Galvão Peça de utilização – Dispositivo ligado a um sub-ramal para permitir a utilização água.

Ponto de utilização – Extremidade jusante do sub-ramal.

Pressão de serviço – Pressão máxima a que se pode submeter um tubo, conexão, válvula, registro

ou outro dispositivo, quando em uso normal.

Pressão total de fechamento – Valor máximo de pressão atingido pela água na seção logo á

montante de uma peça de utilização em seguida a seu fechamento, equivalendo a soma da

sobrepressão de fechamento com a pressão estática a seção considerada.

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. O limite entre o ramal predial e o alimentador predial deve ser definido pelo

regulamento da concessionária de água local.

Rede predial de distribuição – Conjunto de tubulações constituído de barriletes, coluna de

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

Refluxo – Retorno eventual e não previsto de fluídos, misturas ou substâncias para o sistema de

distribuição predial de água.

Registro de fecho ou de gaveta – registro instalado em uma tubulação para permitir a

interrupção da passagem de água.

Registro de utilização ou de pressão – Registro instalado no sub-ramal, ou no ponto de utilização,

destinado ao fechamento ou regulagem da vazão da água a ser utilizada.

Regulador de vazão – Aparelho intercalado numa tubulação para manter constante sua vazão,

qualquer que seja a pressão a montante.

Reservatório hidropneumático – Reservatório para ar e água destinado a manter sob pressão a

rede de distribuição predial.

Reservatório inferior – Reservatório intercalado entre o alimentador predial e a instalação

elevatória, destinado a reservar água e funcionar como poço de sucção da instalação elevatória.

Reservatório superior – Reservatório ligado ao alimentador predial ou a tubulação de recalque,

destinado a alimentar a rede predial de distribuição.

Retrossifonagem – Refluxo de águas servidas, poluídas ou contaminadas, para o sistema de

consumo, em decorrência de pressões negativas.

Separação atmosférica – Distância vertical, sem obstáculos e através da atmosfera, entre a saída

da água da peça de utilização e o nível de transbordamento dos aparelhos sanitários, caixas de

descarga e reservatórios.

Sistema de abastecimento – Rede pública ou qualquer sistema particular de água que abasteça a

instalação predial.

Sobrepressão de fechamento - Maior acréscimo de pressão que se verifica na pressão estática

durante e logo após a abertura de uma peça de utilização.

INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA Prof.ª Kelly Galvão Subpressão de abertura – Maior decréscimo de pressão que se verifica na pressão estática

durante e logo após o fechamento de uma peça de utilização.

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

Torneira de bóia – Válvula com boia destinada a interromper a entrada de água nos reservatórios

e caixas de descarga quando se atinge o nível operacional máximo previsto.

Trecho – Comprimento de tubulação entre duas derivações ou entre uma derivação e a última

conexão da coluna de distribuição.

Tubo de descarga – Tubo que liga a válvula ou caixa de descarga à bacia sanitária ou mictório.

Tubo ventilador – Tubulação destinada a entrada de ar em tubulações para evitar subpressões

nesses condutos.

Tubulação de limpeza – Tubulação destinada ao esvaziamento do reservatório para permitir a sua

manutenção e limpeza.

Tubulação de recalque – Tubulação compreendida entre o orifício de saída da bomba e o ponto

de descarga no reservatório de distribuição.

Tubulação de sucção - Tubulação compreendida entre o ponto de tomada no reservatório interior

e o orifício de entrada da bomba.

Válvula de descarga – Válvula de acionamento manual ou automático, instalada no sub-ramal de

alimentação de bacias sanitárias ou de mictórios, destinada a permitir a utilização da água para

suas limpezas.

Válvula de escoamento unidirecional – Válvula que permite o escoamento em uma única

direção.

Válvula de redutora de pressão – Válvula que mantém a jusante uma pressão estabelecida,

qualquer que seja a pressão dinâmica a montante.

Vazão de regime – Vazão obtida em uma peça de utilização quando instalada e regulada para as

condições normais de operação.

Volume de descarga – Volume que uma válvula ou caixa de descarga deve fornecer para

promover a perfeita limpeza de uma bacia sanitária ou mictório.

Sistema de Abastecimento de Água Potável

É mais usado a rede de distribuição predial alimentada por distribuidor público, porém

poderá ser feita por fonte particular (poços, nascentes etc.), desde que garantida a sua

potabilidade por exame de laboratório.

CAPTAÇÃO TRATAMENTO ADUÇÃO

DIS

TRIB

UIÇ

ÃO

RES

ERV

AÇ

ÃO

INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA Prof.ª Kelly Galvão

CAPTAÇÃO – Lagos, lagoas, açudes e poços artesianos

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO – Eliminação de bactérias e impurezas.

DISTRIBUIÇÃO

SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO

Sistema direto de distribuição – que a pressão da rede pública é suficiente, sendo o

sistema ascendentes em necessidade do reservatório, desde que haja continuidade do

abastecimento.

Sistema indireto de distribuição sem bombeamento – quando a pressão é suficiente,

mas sem continuidade, sendo necessário prevermos um reservatório superior e a

alimentação do prédio será descendente. É o caso mais comum em residências de até

dois pavimentos.

Sistema indireto de distribuição com bombeamento – quando, além da pressão ser

insuficiente, há descontinuidade, somos forçados a ter dois reservatórios, um inferior e

outro superior, além da necessidade do bombeamento. A distribuição será descendente,

é o caso mais com em grandes edifícios onde se faz necessário acumular grandes

quantidades d’água nos reservatórios, sendo imprescindíveis as bombas de recalque.

Sistema hidropneumático de distribuição – é um sistema que dispensa o reservatório

superior, mas sua instalação é cara, só sendo recomendável em casos especiais para

aliviar estrutura.

Em geral utiliza-se de PVC rígido com juntas soldáveis ou rosqueáveis.

DIMENSIONAMENTO

Consumo Predial – Para cálculo do consumo predial diário, estimamos cada quarto social

ocupado por duas pessoas e cada quarto de serviço, por uma pessoa.

Em caso de prédios públicos ou comerciais é considerada a taxa de ocupação da tabela

1.1

Cd => consumo diário; p => população; c => consumo per capta (Tab. 1.2)

EXEMPLO:

1) Calcular o consumo predial diário para uma residência com três quartos sociais e uma

dependência de empregada.

Solução:

População da edificação = 7 pessoas

Consumo per capita = 200 litros/pessoa dia (Tabela 1.2)

Cd = p.c, onde Cd = 7 x 200 = 1.400 litros/dia.

ÁGUA BRUTA FLOCULADOR DECANTADO

RRR

FILTRO

Cd= p.c

INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA Prof.ª Kelly Galvão 2) Calcular o consumo predial para um banco cuja área total de construção é de 1080

m².

Solução: taxa de ocupação (t.o) = 1 pessoa para cada 5 m² (Tabela 1.1 –bancos)

p = área construída = 1080 m² = 216 pessoas

Taxa de ocupação 5 p/m²

c = 50 litros per capta ( Tab. 1.2 – edifícios comerciais)

Cd = p x c = 216 x 50 => Cd = 10.800 litros/dia

Capacidade dos reservatórios – levando em conta que varias localidades no Brasil, há deficiência

no abastecimento público de água, é pouco usual a distribuição direta, ou seja, com pressão do

distribuidor público (ascensional); então, somos levados a construir reservatórios superiores.

Diante tal situação é bom prevermos reservatórios com capacidade suficiente para no mínimo

dois dias ou três dia, não devendo no entanto considerar muito acima destes valores evitando

gasto desnecessário na estrutura.

Quando necessário a construção, o de dois reservatórios (inferior e superior), é uma solução. O

reservatório inferior deve armazenar 3/5 e o superior 2/5 do consumo previsto para o período.

Para incêndio se estima 15% a 20% do consumo diário.

Cr => capacidade do reservatório, n => número de dias para reserva, Cd => consumo diário

EXEMPLO

1. Calcular a capacidade dos reservatórios de um edifício de apartamentos com 10

pavimentos, sendo 4 (quatro) apartamentos por pavimento. Cada apartamento é

composto de três quartos sociais e uma dependência de serviço.

Cr=n.Cd

INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA Prof.ª Kelly Galvão Tabela 1.1

Local Taxa de ocupação

Bancos Uma pessoa por 5 m² de área

Escritórios Uma pessoa por 6 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 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 m de altura de área

Tabela 1.2

Prédio Consumo Predial

Alojamento provisórios 80 per capita

Casas populares 120 per capita

Residências 150 per capita

Apartamentos 200 per capita

Hoteis (s/ cozinhas e s/ lavandaria) 120 por hóspedes

Hospitais 250 por leitos

Escolas - internatos 150 per capita

Escolas - externatos 50 per capita

Quartéis 150 per capita

Edifícios públicos ou comerciais 50 per capita

Escritórios 50 per capita

Cinemas e teatros 2 por lugar

Templos 2 por lugar

Restaurantes e similares 25 por refeição

Garagens 50 por automóveis

Lavanderias 30 por kg de roupa seca

Mercados 5 por m² de área

Matadouros – animais de grande porte 300 por cabeça abatida

Matadouros – animais de pequeno porte 150 por cabeça abatida

Fábricas em geral (uso pessoal) 70 por operário

Posto de serviço p/ automóvel 150 por veículo

Cavalariças 100 por cavalo

Jardins 1,5 por m²

Alimentador Predial – Para o sistema de distribuição indireto, portanto, com reservatórios.

Admite-se para cálculo que o abastecimento da rede seja continuo e que a vazão, que abastece o

reservatório seja continuo e que a vazão que abastece o reservatório seja suficiente para atender

ao consumo diário no período de 24 horas embora, evidentemente. O consumo nos aparelhos

varie bastante ao longo desse tempo.

Cálculo da vazão mínima: , onde Cd, é o consumo diário predial e 86.400

é o tempo em segundos.

Qmin = Cd/86.400


Cálculo do diâmetro é obtido através da equação: onde Q é a vazão, D é o

diâmetro e V é a velocidade em m/s(0,6≤V≤1 m/s)

Extravasor

O diâmetro do extravasor (ladrão) deverá ser igual no mínimo ao da bitola comercial

imediatamente superior ao do diâmetro do encanamento de entrada do reservatório e

nunca inferior a 25 mm.

Os extravasores dos reservatórios inferiores e os reguladores de nível piezométrico

devem escoar livremente no espaço em lugar visível, de modo a poder servir de

advertência, e nunca em caixas de areia, ralos, calhas, ou condutores de águas pluviais.

Os reservatórios deverão ter o extravasor disposto de maneira que a extremidade

superior do tubo do reservatório fique, pelo menos, a 0,50 m acima da extremidade livre

inferior da descarga do mesmo tubo.

A extremidade livre de saída deverá ser dotada de um crivo de tela de latão, com 0,50

mm, no máximo de malha, com área total superior a 6 vezes à da seção reta do

extravasor.

O extravasor não poderá escoar água em galeria de águas pluviais, esgoto, e sim

livremente no terreno, ou sarjeta do logradouro, com a interposição de um sifão, sendo

ainda obrigatório, como medida de segurança, que o extravasor seja dotado de válvula de

retenção que impeça a circulação água de fora para dentro do reservatório.

EXEMPLO

1. Dimensionar o ramal, o alimentador predial e o extravasor do reservatório de um edifício

de pavimentos, com um consumo diário de 40.000 litros.

Cd = 40.000 litros/dia

INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA Prof.ª Kelly Galvão EXERCÍCIOS

1 – Calcular o consumo predial do projeto de uma fábrica para uma provável população

de 2.350 operários e 3.000 m² de Jardim.

2 – Calcular o consumo predial diário e a capacidade do reservatório para um banco com

385 m² e área construída de 200 m² com uma reserva para 3 dias.

3 – Calcular o diâmetro do ramal, o alimentador predial e o extravasor de uma residência

projetada para 3 quartos sociais e um quarto de empregada.

4 – Dimensionar o volume e a altura do reservatório de uma residência localizada sobre

um banheiro com dimensões de 2,6 m x 1,40 m, sabendo que a ocupação predial será de

8 pessoas. Considere um armazenamento para 2 dias.

5 – Calcular a capacidade e altura da lâmina d’água do reservatório de uma residência

com dois quartos, integrante de um conjunto habitacional. A base do reservatório mede

(2,30 m x 1,20 m). O sistema de abastecimento local é muito deficiente.

6 – Determinar o volume e as dimensões do reservatório de uma residência de alto

padrão, com 2 suítes, 2 quartos sociais, 1 quarto de hóspedes e 1 quarto de serviço,

garagem para 6 carros e 37 m² de jardins. Prever armazenamento para dois dias. As

dimensões em planta do reservatório são 3,50 m x 3,00 m.

7 – Dimensionar o reservatório de um hotel que apresenta: 18 apartamentos com leito

duplo e 10 com leito triplo. Considere uma vaga na garagem por cada apartamento, pátio

de lazer com 60 m² de área ajardinada, loja de conveniência com 46 m² e restaurante para

35 pessoas. É conveniente que ser armazene água para 3 dias.

8 – Dimensionar o ramal, o alimentador predial e o extravasor para um reservatório de

um projeto de prédio para escritório com área construída de 600 m² e 200 m² de jardim.

9 – Dimensionar o alimentador predial e o extravasor do reservatório para uma residência

cujo consumo diário é de 640 litros.

10 – Um prédio tem 48 apartamentos, de sala, três quartos, um quarto de empregada,

apartamento de zelador e 48 vagas de garagem. Quais as capacidades dos reservatórios

considerando uma reserva para três dias?

SISTEMA ELEVATÓRIO

O sistema elevatório é constituído de uma canalização de sucção, um motor-bomba e

uma canalização de recalque.

Bombas – são máquinas geratrizes hidráulicas que transformam o trabalho mecânico que

recebem de um motor em energia hidráulica sob as formas que o líquido é capaz de

absorver, ou seja, energia potencial de pressão energia cinética.

Dentre a grande variedade de bombas disponíveis no comércio, as bombas centrífugas

são as empregadas em instalação predial de bombeamento de água, em virtude das

vantagens que, no caso, apresentam sobre as demais.


Hr

Hs

1 – Reservatório Inferior

2 – Válvula de pé ou Crivo

3 – Tubulação de Sucção

4 – Curva de 90°

5 – Motor–Bomba

6 – Válvula de Retenção

7 – Registro de Gaveta

8 – Tubulação de Recalque

9 – Curva de 90°

10- Reservatório Superior

Vazão de Bomba – a vazão mínima a ser admitida para instalação elevatória é aquela que exija no

máximo o funcionamento do conjunto elevatório durante 6,66 h/dia, ou seja a vazão horária

mínima deve ser igual a 15% do consumo diário. Portanto a vazão mínima da bomba deve ser :

Onde Qmin é a vazão mínima e Cd é o consumo diário

No entanto a vazão da bomba pode ser calculada pela equação: Qb (l/s) = Cd/t onde Qb, é a

vazão da bomba em litros por segundo, Cd, consumo diário em litros e t o tempo de

funcionamento em segundos.

2

1

3

4

5

6

7

9

10

8

Qmin = 0,15 x Cd

INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA Prof.ª Kelly Galvão A vazão considerada é a vazão maior ou igual a Qmin, ( Qb > Qmin)

Tubulação de Recalque – Pela norma NBR 5626/82 ¸ Dr = 1,3√Qb . ⁴√X , onde X = t/24

Dr o diâmetro da tubulação de recalque em m, Qb, vazão da bomba em m³/s, t é o tempo de

funcionamento da bomba no período de 24 horas.

A tubulação de sucção é determinada, adotando-se uma bitola comercial imediatamente superior

a bitola da tubulação de recalque.

EXEMPLO

Calcular a vazão da bomba, o diâmetro de recalque e de sucção para um sistema elevatório de um

prédio, cujo consumo diário é Cd = 32.000 litros e o tempo de funcionamento é de 3 períodos de

1 h 30 min.


Dimensionamento da Bomba: Para dimensionar a bomba, precisamos conhecer a altura

manométrica, a vazão e o rendimento do conjunto motor-bomba, que em geral corresponde 60%

Potências dos motores comerciais (em HP)

¼; 1/3; ½; ¾; 1; 1 ½; 2; 3; 5; 6; 7 ½ ; 10; 12; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60; 80; 100; 125; 150;

200; 250

Cálculo da Potência do motor bomba: onde P é a potencia da bomba em

CV. ( 1 CV = 0,986 HP);

ϒ → peso especifico da água = 1000Kg / m³

Qb →vazão da bomba, em m3/s;

η → rendimento do conjunto motor-bomba = 0,60

Hman →altura manométrica, em metros.

Na prática, é recomendável que a potencia instalada seja a potencia do motor-bomba comercial

imediatamente superior a potencia necessária ao acionamento da bomba

Potência Calculada Acréscimo

até 2 HP ...................................................................................... 50%

de 2 a 5 HP ....................................................................................... 30%

de 5 a 10 HP ....................................................................................... 20%

de 10 a 20 HP ....................................................................................... 15%

acima de 20 HP ....................................................................................... 10%

EXEMPLO

Calcule a instalação elevatória de um prédio de apartamentos, cujo consumo predial é 94.820

litros. O período de funcionamento do sistema é de 6 h por dia.

P = ϒ. Hman.Qb

75.η


Joelho ← 0,50m →

28m Registro de Gaveta

Válvula de retenção

Curva de 90° Conjunto Motor-bomba

←1,8 m→

3,0m

ENTRADA NORMAL

- - - - - - - -

Válvula de Pé va

VALVULA DE PÉ COM CRIVO


BIBLIOGRAFIA 1. CREDER, Hélio. Instalações Hidráulicas e Sanitárias. Livros Técnicos e Científicos Editora S. A., 5ª

Edição, 1996. Rio de Janeiro - RJ. 2. MACINTYRE, Archbald Joseph. Instalações Hidráulicas. Livros Técnicos e Científicos Editora S. A., 5ª Edição, 1995. Rio de Janeiro - RJ.

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