Dissertacao sistemas de esgoto

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Dissertao sobre sitemas de esgotos

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<ul><li><p>Sistemas Prediais de Drenagem de guas </p><p>Pluviais e Freticas </p><p>Eduardo Joo Vindeirinho Rino </p><p>Dissertao para obteno do Grau de Mestre em </p><p>Engenharia Civil </p><p>Jri </p><p>Presidente: Professor Augusto Martins Gomes </p><p>Orientadores: Professor Albano Lus Rebelo da Silva das Neves e Sousa </p><p> Professora Maria Cristina de Oliveira Matos Silva </p><p>Vogal: Professora Filipa Maria Santos Ferreira </p><p>Outubro de 2011</p></li><li><p> II </p><p>(Pgina em branco)</p></li><li><p> III </p><p>Resumo </p><p>A presente dissertao pretende reunir informao sobre sistemas prediais de drenagem de </p><p>guas pluviais e freticas. Para tal, foi efectuada uma pesquisa de bibliografia, legislao e </p><p>normalizao nacional e internacional relativa ao tema, a qual permitiu descrever a evoluo </p><p>histrica destes sistemas de drenagem, identificar os diversos sistemas de drenagem </p><p>actualmente disponveis, avaliar as exigncias de cada componente dos sistemas, e definir </p><p>os mtodos de dimensionamento mais adequados a cada situao. A ttulo ilustrativo, os </p><p>diferentes mtodos de dimensionamento analisados foram aplicados a um caso de estudo </p><p>fictcio. </p><p>A presente dissertao pretende ainda constituir um documento de apoio ao projecto de </p><p>redes prediais de drenagem de guas pluviais e freticas, no qual podem ser encontradas </p><p>recomendaes relativas escolha dos traados e materiais da canalizao, bem como um </p><p>conjunto de regras de boa prtica relativas ao conforto dos ocupantes dos edifcios e s </p><p>condies de funcionamento e manuteno dos sistemas. O controlo do rudo, a fixao das </p><p>canalizaes s estruturas e as condies de acesso canalizao para operaes de </p><p>manuteno e limpeza so problemas recorrentes que aqui se abordam. </p><p>Palavras-chave: instalaes prediais; drenagem de gua pluviais e freticas; </p><p>dimensionamento; traado; materiais; tubagens. </p></li><li><p> IV (Pgina em branco)</p></li><li><p> V </p><p>Abstract </p><p>The present thesis aims to gather information on building drainage systems for rain and </p><p>ground water. A review of bibliography, legislation and national and international standards on </p><p>the subject was made and then historical evolution of such drainage systems was described, </p><p>the available drainage systems were identified, the requirements of each system components </p><p>were assessed, and the most adequate design methods for each situation were defined. </p><p>Illustratively, the different analysed design methods were applied to a fictitious case study. </p><p>The present dissertation also aims to constitute a document to support the design of building </p><p>drainage systems for rain and ground water, in which recommendations relative to pipe </p><p>location or materials can be found, as well as a set of good practice rules relative to the </p><p>comfort of building users and the working and maintenance conditions. Noise control, fixation </p><p>of pipes to structures and access conditions for maintenance and cleaning operations are </p><p>recurring problems which are discussed in this thesis. </p><p>Keywords: building services; rain and ground water drainage; design; location; materials; </p><p>pipes. </p></li><li><p> VI (Pgina em branco)</p></li><li><p> VII </p><p>Simbologia </p><p>Smbolo Grandeza Unidades </p><p>! Peso volmico N/m3 </p><p>! Viscosidade m2/s </p><p>! Rendimento de uma bomba % </p><p>A rea da seco de passagem do fluxo escoado m2 </p><p>Ac rea de contribuio m2 </p><p>Acal rea de seco da caleira mm2 </p><p>Acrp rea de seco transversal de uma cmara retentora de pesados m</p><p>2 </p><p>Adesc rea de seco do descarregador mm2 </p><p>Aw rea de superfcie de uma cmara de bombagem m2 </p><p>C Coeficiente de escoamento Adimensional </p><p>c Coeficiente de vazo Adimensional </p><p>CMDD Capitao mdia diria l </p><p>D Dimetro da tubagem mm </p><p>di Dimetro interno da tubagem mm </p><p>Ed Espaamento entre drenos tubulares m </p><p>f Grau de enchimento Adimensional </p><p>FL Factor de capacidade Adimensional </p><p>Fs Factor de forma Adimensional </p><p>g Acelerao gravtica m/s2 </p><p>H Altura manomtrica m.c.a. </p><p>h Altura de gua mm </p><p>Ha Altura manomtrica de aspirao m </p><p>Hatm Altura manomtrica representativa da presso atmosfrica m </p><p>Hc Altura manomtrica de compresso m </p><p>hk Altura de precipitao em cada dia mm </p><p>HMA Altura mxima de aspirao m </p><p>Hn Altura da napa acima os drenos m </p><p>I Intensidade de precipitao l/min.m2 </p></li><li><p> VIII </p><p>Smbolo Grandeza Unidades </p><p>i Inclinao m/m </p><p>Ja Perda de carga na tubagem de aspirao m </p><p>Jc Perda de carga na tubagem de compresso m </p><p>K Rugosidade da tubagem m1/3.s-1 </p><p>k Coeficiente de perda de carga Adimensional </p><p>k0 Coeficiente de sada Adimensional </p><p>Kf Permeabilidade m/s </p><p>Lw Comprimento do descarregador sobre o qual a gua pode escoar mm </p><p>N Nmero horrio de arranques de um elemento de bombagem Adimensional </p><p>Nest Nmero de pessoas numa habitao Adimensional </p><p>NPSH Net positive suction head capacidade de aspirao m </p><p>NS Dimenso nominal de um separador de hidrocarbonetos Adimensional </p><p>p Presso Pa </p><p>P Potncia de uma bomba W </p><p>Psub,pl Percentagem do consumo de gua pluvial % </p><p>Q Caudal escoado m3/s </p><p>Qa Caudal afluente numa cmara de bombagem l/s </p><p>Qb Caudal escoado por um elemento de bombagem l/s </p><p>Qc Caudal de clculo m3/s </p><p>Qcal Capacidade de uma caleira l/s </p><p>Qeq Capacidade de uma caleira rectangular equivalente l/s </p><p>Qramal Capacidade de um ramal de descarga l/s </p><p>QTQ Capacidade de um tubo de queda l/s </p><p>Rh Raio hidrulico m </p><p>S Diferena entre volume de gua pluvial consumido e captado m3 </p><p>Svd Seco de uma vala drenante m2 </p><p>v Velocidade de escoamento m/s </p><p>Vcons,pl Volume de gua pluvial consumido m3 </p><p>Vpl,anual Volume anual de gua pluvial m3 </p></li><li><p> IX </p><p>Smbolo Grandeza Unidades </p><p>VRippl Volume do reservatrio segundo o mtodo de Rippl m3 </p><p>Vut Volume til de uma cmara de bombagem m3 </p><p>z Cota geomtrica m </p></li><li><p> X </p><p>(Pgina em branco)</p></li><li><p> XI </p><p>ndice </p><p>1. INTRODUO ................................................................................................................... 1 1.1. Motivao e objectivos ............................................................................................. 1 1.2. Estrutura geral ........................................................................................................... 1 </p><p>2. CONTEXTO HISTRICO .................................................................................................. 3 2.1. Redes urbanas ........................................................................................................... 3 2.2. Redes Prediais ........................................................................................................... 7 </p><p>3. INSTALAO E TRAADO DA REDE DE DRENAGEM PLUVIAL ................................ 9 3.1. Introduo .................................................................................................................. 9 3.2. Lanamento de guas na rede pblica ................................................................. 10 3.3. Sistemas bsicos de drenagem de guas pluviais .............................................. 11 </p><p>3.3.1. Drenagem gravtica ............................................................................................. 11 3.3.2. Drenagem com elevao .................................................................................... 12 3.3.3. Sistema misto ..................................................................................................... 12 </p><p>3.4. Constituio dos Sistemas ..................................................................................... 12 3.4.1. Regras de instalao e traado .......................................................................... 13 </p><p>3.4.1.1. Componentes lineares (de tubagem) do sistema ......................................... 14 3.4.2. Acessrios .......................................................................................................... 16 </p><p>3.4.2.1. Ralos ............................................................................................................ 16 3.4.2.2. Sifes ........................................................................................................... 17 3.4.2.3. Cmaras de inspeco ................................................................................. 17 3.4.2.4. Cmara de ramal de ligao ........................................................................ 18 3.4.2.5. Descarregadores e orifcios ......................................................................... 18 </p><p>3.4.3. Instalaes complementares ao sistema ............................................................ 19 3.4.3.1. Sistemas elevatrios .................................................................................... 19 3.4.3.2. Cmaras de reteno ................................................................................... 21 </p><p>4. DIMENSIONAMENTO DA REDE DE DRENAGEM PLUVIAL ........................................ 25 4.1. Introduo ................................................................................................................ 25 4.2. Noes bsicas de hidrulica ................................................................................ 25 </p><p>4.2.1. Tipos de escoamento .......................................................................................... 25 4.2.2. Caudal ................................................................................................................. 25 4.2.3. Teorema de Bernoulli .......................................................................................... 26 4.2.4. Escoamentos com superfcie livre ...................................................................... 26 4.2.5. Escoamento por orifcios e descarregadores ..................................................... 28 </p><p>4.3. Caudal de clculo .................................................................................................... 30 4.3.1. Regulamento Geral ............................................................................................. 30 </p><p>4.3.1.1. Curvas de Intensidade Durao Frequncia da precipitao ................ 30 4.3.2. Norma Brasileira NBR 10844 ........................................................................... 32 </p></li><li><p> XII </p><p>4.3.3. EN 12056-3 ......................................................................................................... 34 4.4. Caleiras e algerozes ................................................................................................ 35 </p><p>4.4.1. Regulamento Geral ............................................................................................. 35 4.4.2. Norma Brasileira ................................................................................................. 37 4.4.3. EN 12056-3 ......................................................................................................... 37 </p><p>4.4.3.1. Eaves Gutters Algerozes ........................................................................... 37 4.4.3.2. Parapet gutters - Caleiras com platibanda ................................................... 40 </p><p>4.4.4. Mtodos alternativos ........................................................................................... 41 4.4.4.1. Torres ........................................................................................................... 41 </p><p>4.5. Ramais de descarga ................................................................................................ 43 4.5.1. Regulamento Geral ............................................................................................. 43 </p><p>4.6. Descarga de caleiras e algerozes .......................................................................... 44 4.6.1. Regulamento Geral ............................................................................................. 45 4.6.2. Norma brasileira .................................................................................................. 45 4.6.3. EN 12056-3 ......................................................................................................... 45 </p><p>4.7. Tubos de queda ....................................................................................................... 47 4.7.1. Norma brasileira .................................................................................................. 48 4.7.2. EN 12056-3 ......................................................................................................... 48 4.7.3. Mtodos alternativos ........................................................................................... 48 </p><p>4.8. Colectores prediais ................................................................................................. 50 4.8.1. Regulamento Geral ............................................................................................. 50 4.8.2. Norma brasileira .................................................................................................. 50 4.8.3. EN 12056-3 ......................................................................................................... 50 </p><p>4.9. Ramais de ligao ................................................................................................... 51 4.10. Acessrios ............................................................................................................. 51 </p><p>4.10.1. Ralos ................................................................................................................. 51 4.10.2. Sifes ................................................................................................................ 51 </p><p>4.11. Cmaras de reteno de materiais pesados ....................................................... 51 4.12. Cmaras de reteno de hidrocarbonetos EN 858-1 ...................................... 52 </p><p>4.12.1. EN 858-1 ........................................................................................................... 52 4.12.2. Mtodos alternativos ......................................................................................... 54 </p><p>4.13. Sistemas elevatrios ............................................................................................. 55 4.13.1. Cmara de bombagem ..................................................................................... 55 4.13.2. Instalao elevatria ......................................................................................... 56 </p><p>4.13.2.1. Potncia da bomba .................................................................................... 56 4.13.2.2. Altura manomtrica - Htotal .......................................................................... 56 </p><p>5. CONFORTO E QUALIDADE NOS SISTEMAS ............................................................... 59 5.1. Controle de rudo ..................................................................................................... 59 5.2. Controle de odores .................................................................................................. 60 </p></li><li><p> XIII </p><p>5.3. Acessibilidade dos sistemas .................................................................................. 60 5.4. Autolimpeza dos sistemas Siphonic Drainage System ................................ 60 </p><p>5.4.1. Consideraes gerais ......................................................................................... 60 5.4.2. Dimensionamento ...........................................................</p></li></ul>