REFORMA E AMPLIAÇÃO DO RANCHO DA UNIDADE INTEGRADA DE SAÚDE MENTAL - UISM Cliente:

MARINHA DO BRASIL

Etapa:

PROJETO BÁSICO

Especialidade:

DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA

Assunto:

MEMORIAL DE CÁLCULO

Autor do Projeto:

ENG. ARTHUR BASTOS – CREA: 2015113134

REVISÃO DESCRIÇÃO RESPONSÁVEL DATA

0 EMISSÃO INICIAL ARTHUR BASTOS 06/092018

1 REVISÃO CONFORME COMENTÁRIOS DA FISCALIZAÇÃO ARTHUR BASTOS 24/10/2018

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................... 3

2. NORMAS DE REFERÊNCIA ......................................................................... 4

3. ÁGUA FRIA ................................................................................................... 6

3.1. Determinação da Demanda de Água Potável ........................................ 6

3.2. Descrição do sistema de reservação de Água Potável existente .......... 6

3.3. Determinação do Número de dias de Reserva ...................................... 6

3.4. Reservatório de Água não Potável (Aproveitamento) ............................ 7

3.4.1. Demanda .....................................................................................................7

3.4.2. Oferta ..........................................................................................................8

3.5. Dimensionamento da Bomba de Recalque de Água não Potável (Aproveitamento)............................................................................................ 11

3.6. Dimensionamento de Tubulações ....................................................... 13

3.6.1. Distribuição de Água Potável ............................................................ 13

3.6.2. Distribuição de Água não Potável ..................................................... 17

4. ÁGUA QUENTE .......................................................................................... 18

4.1. Dimensionamento do Sistema de Aquecimento Solar ......................... 18

4.2. Características Gerais do Sistema ...................................................... 18

4.3. Premissas de Projeto ........................................................................... 19

4.4. Sistema de Aquecimento para Cozinha ............................................... 19

4.4.1. Cálculo da Demanda Diária .....................................................................19

4.4.2. Cálculo do Volume do Sistema de Abastecimento ................................19

4.4.3. Cálculo da Demanda de Energia Útil e Perdas .......................................19

4.4.4. Cálculo da Área Coletora .........................................................................20

4.4.5. Dimensionamento da Bomba de Circulação de Água Quente ..............21

4.4.6. Dimensionamento da Tubulação de Aquecimento de Água .................24

4.4.7. Dimensionamento do Sistema Complementar à Gás ............................25

4.5. Dimensionamento de Tubulação de Distribuição de Água Quente...... 25

1. INTRODUÇÃO

O presente documento tem como objetivo apresentar a Memória de Cálculo do Projeto Básico de

DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA, para a modernização e ampliação do rancho da Unidade Integrada de

Saúde Mental (UISM), localizado na Rua Marechal Serejo, nº 539 – Pechincha – Jacarepaguá, Rio de

Janeiro – RJ.

De acordo com o programa de necessidades e o projeto arquitetônico proposto, em conjunto com

condições locais de redes de coleta e levando em consideração a sustentabilidade das construções,

foram definidos os parâmetros e critérios ao desenvolvimento e dimensionamento do sistema

proposto por este documento.

Todas as informações aqui contidas levam em consideração, ainda, as normas vigentes e estão em

consonância com a racionalização dos subsistemas das edificações.

2. NORMAS DE REFERÊNCIA

DOCUMENTO PUBLICAÇÃO TÍTULO DESCRIÇÃO

ABNT NBR 7198

set/93 Projeto e execução de instalações prediais de água quente

Fixa as exigências técnicas mínimas quanto à higiene, à segurança, à economia e ao conforto dos usuários, pelas quais devem ser projetadas e executadas as instalações prediais de água quente.

ABNT NBR 15569

fev/08 Sistema de aquecimento solar de água em circuito direto - Projeto e instalação

Estabelece os requisitos para o sistema de aquecimento solar (SAS), considerando aspectos de concepção, dimensionamento, arranjo hidráulico, instalação e manutenção, onde o fluido de transporte é a água.

ABNT NBR 1574

ago/09

Sistemas solares térmicos e seus componentes -Coletores solares - Parte 1: Requisitos gerais

Especifica os requisitos de durabilidade (incluindo resistência mecânica), confiabilidade, segurança e desempenho térmico dos coletores solares de aquecimento de líquidos. Também inclui as disposições para a avaliação das conformidades com esses requisitos.

Sistemas solares térmicos e seus componentes -Coletores solares - Parte 2: Métodos de ensaio

ABNT NBR 5626

out/98 Instalação Predial de Água Fria

Estabelece exigências e recomendações relativas ao projeto, execução e manutenção da instalação predial de água fria. As exigências e recomendações aqui estabelecidas emanam fundamentalmente do respeito aos princípios de bom desempenho da instalação e da garantia de potabilidade da água no caso de instalação de água potável.

ABNT NBR 5648

fev/10

Tubos e conexões de PVC-U com junta soldável para sistemas prediais de água fria — Requisitos

Fixa as condições exigíveis para tubos e conexões de PVC 6,3, com juntas soldáveis, a serem empregados na execução de sistemas prediais de água fria, com pressão de serviço de 750 kPa à temperatura de 20° C, sendo 500 kPa de pressão estática disponível máxima e 250 kPa de sobrepressão máxima.

ABNT NBR 7372

fev/82

Execução de tubulações de pressão - PVC rígido com junta soldada, rosqueada, ou com anéis de borracha

Fixa as condições gerais que devem ser obedecidas no projeto e execução de obras em que se utilizam tubos de PVC rígido com juntas soldadas, rosqueadas, ou com anéis de borracha, destinados ao transporte de água potável.

ABNT NBR 8194

dez/13 Medidores de água potável — Padronização

Padroniza o formato do número de série, conexões e dimensões de medidores de água potável destinados à instalação em unidades consumidoras, em complemento às ABNT NBR 16043 partes 1, 2 e 3.

DOCUMENTO PUBLICAÇÃO TÍTULO DESCRIÇÃO

ABNT NBR 8219

jan/99 Tubos e conexões de PVC - Verificação do efeito sobre a água

Prescreve o método pelo qual deve ser verificado o efeito sobre a água de tubos e conexões de PVC destinados a condução de água potável.

ABNT NBR 13210

set/11

Reservatório de poliéster reforçado com fibra de vidro para água potável – Requisitos e métodos de ensaio

Estabelece os requisitos e os métodos de ensaio para reservatórios de poliéster reforçados com fibra de vidro, instalados em residências (casas e edifícios), estabelecimentos comerciais, indústrias, hospitais e escolas, podendo ser utilizados também na agricultura, piscicultura ou qualquer aplicação que necessite o acondicionamento de água potável.

ABNT NBR 15884

out/10

Sistemas de tubulações plásticas para instalações prediais de água quente e fria - Policloreto de vinila clorado (CPVC) - Parte 1: Tubos - Requisitos

Estabelece os requisitos, inspeções e métodos de ensaio para fabricação e recebimento de tubos de policloreto de vinila clorado (CPVC)

para sistemas prediais de distribuição de água quente e fria para o consumo humano,

instalados por processo de soldagem química, com conexões fabricadas de acordo com a

ABNT NBR 15884-2, em aplicações e classificação de serviço de acordo com a Tabela

1. As condições de serviço devem ser combinadas com as pressões de projeto (PD)

de 900 kPa (estática + sobrepressão) para temperaturas de até 70 °C e de 2 400 kPa

(estática + sobrepressão) para uma temperatura de 20 °C.

Sistemas de tubulações plásticas para instalações prediais de água quente e fria - Policloreto de vinila clorado (CPVC) - Parte 2: Conexões - Requisitos

3. ÁGUA FRIA

3.1. Determinação da Demanda de Água Potável

UNIDADE QUANTIDADE

DEMANDA DE ÁGUA POTÁVEL Refeições - 1104

Consumo litros/dia 25

TOTAL Litros 27600

O dimensionamento da demanda de água potável foi feito com base numa população diária máxima

de 370 pessoas, o que corresponde a 1104 refeições servidas por dia, segundo o Anexo A do Edital

de Tomada de Preços. Considerando o consumo unitário de 25 l/dia/refeição, o valor do consumo

diário de água em litros corresponde a 27600 l/dia.

3.2. Descrição do sistema de reservação de Água Potável existente

A reserva de água potável disponível para distribuição interna no rancho UISM foi dimensionada

considerando a utilização de um reservatório de concreto existente(3m³) alimentado por um castelo

d´água(53 m³) ligado a uma cisterna(90m³). A alimentação do castelo pela cisterna é realizada por

bombeamento. A alimentação do reservatório de concreto existente pelo castelo d’água será

realizada por gravidade.

3.3. Determinação do Número de dias de Reserva

A determinação do número de dias de reserva do conjunto será realizada com o intuito de verificar a

segurança quanto ao abastecimento. O número de dias de reserva pode ser calculado através da

seguinte relação:

𝐷𝑖𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎 =𝑅

𝐷

Onde:

R= Reserva total do sistema de distribuição de água potável (m³)

D= Demanda total de água potável(m³/d)

A reserva total do sistema de distribuição de água potável está descrita no quadro a seguir:

RESERVA(m³)

CISTERNA 90,00

CASTELO D'ÁGUA 53,00

TOTAL 143,00

As informações contidas no quadro foram obtidas através de vistoria realizada no local.

A demanda total de água(D) está descrita no quadro a seguir:

DEMANDA(m³/d)

RANCHO UISM 27,60

DEMAIS EDIFICAÇÕES 34,38

TOTAL 61,98

Onde o valor da demanda do Rancho UISM foi obtido no item 3.1 deste documento e a demanda das

demais edificações foi estimada com a utilização da conta de fornecimento de água com data de

emissão 02/10/2018 presente no ANEXO A deste documento.

Sendo assim, o cálculo do número de dias de reserva está descrito no quadro a seguir:

DEMANDA(m³/d) 61,98

RESERVA(m³) 143,00

DIAS DE RESERVA(d) 2,31

3.4. Reservatório de Água não Potável (Aproveitamento)

3.4.1. Demanda

CONSUMO DE ÁGUA PROVENIENTE DE REAPROVEITAMENTO PLUVIAL

Por ser tratar de um refeitório, consideraremos a quantidade de pessoas que trabalham no refeitório,

21 pessoas, de acordo com o Programa de Necessidades. Para finalidade de cálculo, vamos

considerar o funcionamento do refeitório durante 25 dias/mês.

Considera-se, então, como consumo diário de água de chuva para bacias sanitárias e mictórios do

refeitório, com volume de 6 litros por acionamento da válvula de descarga:

𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎çã𝑜 = 21 𝑝𝑒𝑠𝑠𝑜𝑎𝑠

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 = 21 ∗ 6 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 = 𝟏𝟐𝟔𝒍𝒊𝒕𝒓𝒐𝒔

𝒅𝒊𝒂= 𝟑𝟏𝟓𝟎

𝒍𝒊𝒕𝒓𝒐𝒔

𝒎ê𝒔

Para área de jardinagem, foram considerados apenas 4 m², estimados a partir de visita e

levantamento de acordo com nova arquitetura definida. Considera-se 2 litros por 0,40m² de área de

jardinagem:

Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑗𝑎𝑟𝑑𝑖𝑛𝑎𝑔𝑒𝑚 = 4 𝑚²

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 = 4 ∗ 2 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 ∗ 0,40𝑚2 = 𝟑, 𝟐𝒍𝒊𝒕𝒓𝒐𝒔

𝒅𝒊𝒂= 𝟗𝟔

𝒍𝒊𝒕𝒓𝒐𝒔

𝒎ê𝒔

Para áreas de lavagem de pisos, considera-se 1 litros por m² de área lavável:

Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑖𝑠𝑜 = 90 𝑚²

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 = 90 ∗ 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 ∗ 1𝑚2 = 𝟗𝟎𝒍𝒊𝒕𝒓𝒐𝒔

𝒅𝒊𝒂= 𝟐𝟕𝟎𝟎

𝒍𝒊𝒕𝒓𝒐𝒔

𝒎ê𝒔

Para o cálculo do reservatório, será utilizado o valor 5,95 m³/mês.

3.4.2. Oferta

ÁRE DE CONTRIBUIÇÃO e PRECIPITAÇÃO MENSAL

Considerando a área de cobertura sendo descontadas águas sem aproveitamento pluvial e lajes,

tem-se que a área de contribuição pode ser considerada como 103,28 m².

PRECIPITAÇÃO MENSAL TOTAL –

Rio de Janeiro /RJ – mm

MESES PRECIPITAÇÃO

JANEIRO 149,00

FEVEREIRO 147,00

MARÇO 147,00

ABRIL 130,00

MAIO 93,00

JUNHO 58,00

JULHO 55,00

AGOSTO 59,00

SETEMBRO 76,00

OUTUBRO 103,00

NOVEMBRO 116,00

DEZEMBRO 145,00

Precipitação Mensal Total em Rio de Janeiro / RJ – Fonte: http://pt.climate-data.org/

Volume do Reservatório

O volume dos reservatórios será calculado a partir do método de Rippl, em que se faz a comparação

mensal entre demanda e oferta de chuva. O volume será dado pelo somatório da diferença de volume

dos meses em que a demanda fora maior que a oferta. Deste modo, segue tabela resumo do cálculo.

Considerações:

Volume de chuva mensal calculado como a lâmina d'água (coluna 2) x área de captação

(coluna 4) em metros.

Coluna 6 = volumes positivos são considerados como períodos de déficit da oferta e volumes

negativos são considerados como períodos onde a oferta ultrapassa a demanda

Coluna 8 retrata a condição do reservatório. O estudo considera inicialmente o reservatório

cheio, deste modo tem-se - para coluna 6 negativa com reservatório cheio: ÁGUA

ESCOANDO PELO EXTRAVASOR; para coluna 6 positiva: NÍVEL DE ÁGUA BAIXANDO;

para coluna 6 negativa após reservatório esvaziar: NÍVEL DE ÁGUA SUBINDO.

CONSIDERANDO A DEMANDA TOTAL

MESES PRECIPITAÇÃO

MÉDIA MENSAL

DEMANDACONSTANTE MENSAL (m³)

ÁREA DE CAPTAÇÃO (m³)

VOLUME DE

CHUVA MENSAL

DIFERENÇA ENTRE

VOLUMES DE DEMANDA E VOLUME DE

CHUVA

DIFERENÇA ACUMULADA (APENAS +)

CONDIÇÃO

JANEIRO 149 5,95 103,28 12,31 -6,36 EXTRAVASAMENTO

FEVEREIRO 147 5,95 103,28 12,15 -6,20 EXTRAVASAMENTO

MARÇO 147 5,95 103,28 12,15 -6,20 EXTRAVASAMENTO

ABRIL 130 5,95 103,28 10,74 -4,79 EXTRAVASAMENTO

MAIO 93 5,95 103,28 7,68 -1,73 EXTRAVASAMENTO

JUNHO 58 5,95 103,28 4,79 1,16 1,16 DIMINUIÇÃO DO NÍVEL

JULHO 55 5,95 103,28 4,54 1,41 2,56 DIMINUIÇÃO DO NÍVEL

AGOSTO 59 5,95 103,28 4,87 1,08 3,64 DIMINUIÇÃO DO NÍVEL

SETEMBRO 76 5,95 103,28 6,28 -0,33 EXTRAVASAMENTO

OUTUBRO 103 5,95 103,28 8,51 -2,56 EXTRAVASAMENTO

NOVEMBRO 116 5,95 103,28 9,58 -3,63 EXTRAVASAMENTO

DEZEMBRO 145 5,95 103,28 11,98 -6,03 EXTRAVASAMENTO

VOLUME DO RESERVATÓRIO (m³) = 5

Para abastecimento exclusivo das finalidades supracitadas, construiremos um reservatório de 5 m³ que terá

alimentação de água de chuva. Para garantir que o sistema cumpra sua funcionalidade, haverá também uma

alimentação do reservatório proveniente do castelo d’água existente no terreno, afim de garantir que o sistema

funcione inclusive em períodos de seca.

Os reservatórios serão divididos entre 2 inferiores (2000L+2500L), localizados no depósito, e um superior

(500L), localizado na laje técnica em cima dos banheiros.

Afim de garantir a alimentação do reservatório superior, será dimensionada uma bomba de recalque para

alimentação do mesmo.

3.5. Dimensionamento da Bomba de Recalque de Água não Potável (Aproveitamento)

DIMENSIONAMENTO DE BOMBA (RECALQUE) APROVEITAMENTO

I - DADOS DO PROJETO:

APROVEITAMENTO

População = 1104 Refeições

consumo per capita = -

consumo total diário = 5 m3

tempo p.repor consumo (dia)= 1 horas

vazão da bomba de recalque = 0,00139 m3/s

vazão da bomba de recalque = 5,000 m3/h

Diâmetro da Sucção = 35,2 mm

Diâmetro do recalque= 27,8 mm

II - PERDAS NA SUCÇÃO:

2.1 - Perdas localizadas:

Peça Quant. Perda Unitária m/m Comprimento Equivalente

Válvula de Pé de Crivo 1 18,30 18,30

Joelho de 90º 3 3,20 9,60

Tê de Saída Lateral 1 7,30 7,30

Registro de Gaveta Aberto 2 0,70 1,40

Comprimento da Tubulação: 4,98

Total: 41,58

Perdas = 41,58 X 0,06889 m/m = 2,86

HMS = Altura da Sucção + Perdas Localizadas

TOTAL: 2,00 + 2,86 = 4,86

12

III - PERDAS NO RECALQUE:

3.1 - Perdas localizadas:

Peça Quant. Perda Unitária m/m Comprim Equivalente

Joelho de 90º 7 2,00 14,00

Registro de Gaveta Aberto 1 0,40 0,40

Válvula de Retenção 1 4,90 4,90

Comprimento da Tubulação: 23,95

Total: 43,25

Perdas = 43,25 X 0,21743 m/m = 9,40

3.2 Altura Manométrica do Recalque:

HMR = perdas + Her

HMR

HMR = 9,40 + 13,00 = 22,40

IV - ALTURA MANOMÉRICA TOTAL

HMT = HMS + HMR

HMT = 4,86 + 22,40

= 27,27

V - POTÊNCIA DAS BOMBAS:

Vazão requerida = 0,001389 M3/s

HMT= 27,27

Potência: = 1000 X HMT X Q (Vazão)

76 X N

= 1000 X 27,27 X 0,001389

76 x 0,45

Potência = 37,87233 = 1,107378192 = 1,0 CV

34,2

TABELA DE EQUIVALÊNCIA PARA PVC SOLDÁVEL DIÂM. REF. DIÂM INT. (mm) DIÂM. EXT. (mm) 3/4" 21,6 25 1" 27,8 32 1 1/4" 35,2 40 1 1/2" 44 50 2" 53,4 60 2 1/2" 66,6 75

3" 75,6 85

4" 87,8 110

6" 142,4 150

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3.6. Dimensionamento de Tubulações

3.6.1. Distribuição de Água Potável

Na circulação do Térreo, foram considerados o uso simultâneo de todos os aparelhos. Para tal, foram utilizadas

as seguintes tabelas da norma. A seguinte para cálculo do peso relativo e vazão de projeto de cada aparelho

sanitário.

Para os aparelhos caldeirão a gás, fabricador de gelo e lavador de recipientes foi adotado para vazão de projeto e peso os mesmos valores tabelados para Torneira de pia. Para conversão de diâmetros externos e internos, foi utilizada a seguinte tabela;

Como parâmetros de cálculo, utilizamos pressão mínima necessária igual à 0,5 m.c.a. para trechos de bacias sanitárias e mínima de 1,0 m.c.a. para trechos com outros aparelhos sanitários.

14

Para o cálculo de comprimento equivalente, utilizamos a seguinte tabela:

Considerando os parâmetros expostos acima, na página seguinte, apresenta-se a planilha de resumo do

dimensionamento da tubulação de água potável.

Trecho Peso Vazão

Ø (mm)

Area Veloc. Comprimento (m) J Perda Perda

Especial Desnível Pressões (m.c.a.)

(l/s) (m³/s) DN m² (m/s) Conduto Equiv. Total (m/m) (m.c.a.) (m.c.a.) (m) Disp. Jusante

1 2 11,5 1,02 0,0010 50 0,0022 0,4543 1,2 4,2 5,4 0,0055 0,029 0,000 0,20 0,60 0,77

2 PIA - 0,25 0,0003 25 0,0006 0,4119 28,71 19,9 48,61 0,0104 0,505 0,000 2,30 0,77 2,57

2 5 10,8 0,99 0,0010 50 0,0022 0,4402 0,7 2,3 3 0,0052 0,015 0,000 0,00 0,77 0,76

5 6 1,4 0,35 0,0004 32 0,0010 0,3648 1,34 4,6 5,94 0,0063 0,037 0,000 0,00 0,76 0,72

6 PIA - 0,25 0,0003 25 0,0006 0,4119 2,66 6,4 9,06 0,0104 0,094 0,000 2,30 0,72 2,92

6 PIA - 0,25 0,0003 25 0,0006 0,4119 6,57 7,9 14,47 0,0104 0,150 0,000 2,30 0,72 2,87

5 8 9,4 0,92 0,0009 50 0,0022 0,4107 0,29 2,3 2,59 0,0046 0,012 0,000 0,00 0,76 0,74

8 10 2 0,42 0,0004 50 0,0022 0,1894 10,83 7,6 18,43 0,0012 0,022 0,000 0,00 0,74 0,72

10 3 0,7 0,25 0,0003 40 0,0015 0,1651 0,65 10,5 11,15 0,0012 0,013 0,000 0,00 0,72 0,71

3 CHU - 0,10 0,0001 25 0,0006 0,1647 10,33 15,4 25,73 0,0021 0,054 0,434 0,80 0,71 1,02

3 LAV - 0,15 0,0002 20 0,0004 0,4093 3,55 4,6 8,15 0,0141 0,115 0,000 2,30 0,71 2,89

10 9 1,3 0,34 0,0003 40 0,0015 0,2250 2,52 2,2 4,72 0,0020 0,010 0,000 0,00 0,71 0,70

9 4 0,7 0,25 0,0003 40 0,0015 0,1651 0,65 10,5 11,15 0,0012 0,013 0,000 0,00 0,70 0,69

4 CHU - 0,10 0,0001 25 0,0006 0,1647 10,78 14,7 25,48 0,0021 0,053 0,434 0,80 0,69 1,00

4 LAV - 0,15 0,0002 20 0,0004 0,4093 2,83 5 7,83 0,0141 0,110 0,000 2,30 0,69 2,88

9 7 0,6 0,23 0,0002 32 0,0010 0,2388 2,9 1,5 4,4 0,0030 0,013 0,000 0,00 0,70 0,69

7 LAV - 0,15 0,0002 20 0,0004 0,4093 4,51 8,6 13,11 0,0141 0,185 0,000 2,30 0,69 2,80

7 LAV - 0,15 0,0002 20 0,0004 0,4093 9,53 11,8 21,33 0,0141 0,301 0,000 2,30 0,69 2,69

8 8a 7,4 0,82 0,0008 50 0,0022 0,3644 2,93 2,30 5,23 0,0037 0,019 0,000 0,00 0,74 0,72

8a CAL - 0,25 0,0003 25 0,0006 0,4119 2,74 10,9 13,64 0,0104 0,142 0,000 2,30 0,72 2,88

8a 12 6,7 0,78 0,0008 50 0,0022 0,3467 0,27 2,3 2,57 0,0034 0,009 0,000 0,00 0,72 0,72

12 12a 4,0 0,60 0,0006 50 0,0022 0,2679 4,59 7,6 12,19 0,0022 0,026 0,000 0,00 0,72 0,69

12a GEL - 0,25 0,0003 25 0,0006 0,4119 3,05 10,9 13,95 0,0104 0,145 0,000 2,30 0,69 2,84

12a 11 3,3 0,54 0,0005 50 0,0022 0,2433 2,20 2,3 4,5 0,0018 0,008 0,000 0,00 0,69 0,68

11 PIA - 0,25 0,0003 25 0,0006 0,4119 4,1 4,2 8,3 0,0104 0,086 0,000 2,30 0,68 2,89

11 15 2,6 0,48 0,0005 40 0,0015 0,3181 4,69 7,3 11,99 0,0037 0,045 0,000 0,00 0,68 0,64

15 17 0,9 0,28 0,0003 25 0,0006 0,4689 5,91 7,9 13,81 0,0130 0,180 0,000 2,30 0,64 2,76

16

Trecho Peso Vazão

Ø (mm)

Area Veloc. Comprimento (m) J Perda Perda

Especial Desnível Pressões (m.c.a.)

(l/s) (m³/s) DN m² (m/s) Conduto Equiv. Total (m/m) (m.c.a.) (m.c.a.) (m) Disp. Jusante

17 LAV - 0,15 0,0002 20 0,0004 0,4093 0,15 2,4 2,55 0,0141 0,036 0,000 0,00 2,76 2,72

17 16 0,6 0,23 0,0002 20 0,0004 0,6342 0,86 0,8 1,66 0,0303 0,050 0,000 0,00 2,76 2,71

16 LAV - 0,15 0,0002 20 0,0004 0,4093 0,15 2,4 2,55 0,0141 0,036 0,000 0,00 2,71 2,67

16 LAV - 0,15 0,0002 20 0,0004 0,4093 0,99 2,0 2,99 0,0141 0,042 0,000 0,00 2,71 2,66

15 19 1,7 0,39 0,0004 25 0,0006 0,6444 3,03 4,2 7,23 0,0227 0,164 0,000 2,30 0,64 2,77

19 PIA - 0,25 0,0003 25 0,0006 0,4119 0,15 3,1 3,25 0,0104 0,034 0,000 0,00 2,77 2,74

19 18 1,0 0,30 0,0003 25 0,0006 0,4942 0,71 0,9 1,61 0,0143 0,023 0,000 0,00 2,77 2,75

18 PIA - 0,25 0,0003 25 0,0006 0,4119 0,15 3,1 3,25 0,0104 0,034 0,000 0,00 2,75 2,71

18 LAV - 0,15 0,0002 20 0,0004 0,4093 0,66 2,0 2,66 0,0141 0,037 0,000 0,00 2,75 2,71

12 13 2,7 0,49 0,0005 50 0,0022 0,2201 1,83 2,3 4,13 0,0015 0,006 0,000 0,00 0,72 0,71

13 PIA - 0,25 0,0003 25 0,0006 0,4119 11,38 5,7 17,08 0,0104 0,177 0,000 2,30 0,71 2,83

13 14 2 0,42 0,0004 50 0,0022 0,1894 2,93 15,2 18,13 0,0012 0,021 0,000 1,10 0,71 1,79

14 LAV - 0,15 0,0002 20 0,0004 0,4093 1,25 3,6 4,85 0,0141 0,068 0,000 1,10 1,79 2,82

14 14a 1,7 0,39 0,0004 40 0,0015 0,2572 2,56 8,7 11,26 0,0026 0,029 0,000 -1,10 1,79 0,66

14a PIA - 0,25 0,0003 25 0,0006 0,4119 2,45 9,1 11,55 0,0104 0,120 0,000 2,30 0,66 2,84

14a LAR - 0,30 0,0003 25 0,0006 0,4942 3,70 5,5 9,2 0,0143 0,132 0,000 2,30 0,66 2,83

3.6.2. Distribuição de Água não Potável

Para o dimensionamento da tubulação de distribuição de Água não Potável, foram utilizados os mesmos parâmetros adotados para água potável.

Sendo assim, obtemos o seguinte resultado para o dimensionamento:

Trecho Peso Vazão Ø (mm) Área Veloc. Comprimento (m) J Perda Desnível Pressões (m.c.a.)

(l/s) (m³/s) DN m² (m/s) Conduto Equiv. Total (m/m) (m.c.a.) (m) Disp. Jusante

1 2 64 2,40 0,0024 50 0,0022 1,0716 1,5 4,2 5,7 0,0245 0,140 1,00 1,00 1,86

2 BS - 1,70 0,0017 50 0,0022 0,7591 1,9 6 7,9 0,0134 0,106 1,90 1,86 3,65

2 BS - 1,70 0,0017 50 0,0022 0,7591 3,3 15,2 18,5 0,0134 0,248 1,90 1,86 3,51

7 BS - 1,70 0,0017 50 0,0022 0,7591 4 8,4 12,4 0,0134 0,166 2,88 1,00 3,71

3 4 1,2 0,33 0,0003 40 0,0015 0,2161 6,76 10,3 17,06 0,0019 0,032 0,40 1,00 1,37

4 TL - 0,20 0,0002 25 0,0006 0,3295 2,15 9,1 11,25 0,0070 0,079 2,00 1,37 3,29

4 5 0,8 0,27 0,0003 40 0,0015 0,1765 6,51 8,6 15,11 0,0013 0,020 0,00 1,37 1,35

5 TL - 0,20 0,0002 25 0,0006 0,3295 4,93 10,6 15,53 0,0070 0,109 2,00 1,35 3,24

5 TL - 0,20 0,0002 25 0,0006 0,3295 5,07 5,5 10,57 0,0070 0,074 2,00 1,35 3,27

8 BS - 1,70 0,0017 50 0,0022 0,7591 6 8,4 14,4 0,0134 0,193 2,90 1,00 3,71

4. ÁGUA QUENTE

4.1. Dimensionamento do Sistema de Aquecimento Solar

O sistema de aquecimento de água para a referida edificação conta com aquecimento por painéis solares

dotado de sistema auxiliar de aquecimento por reservatório térmico (boiler) a gás. Além disso, o sistema conta

com unidade de bombeamento para recirculação da água aquecida e armazenada, conforme necessidade de

reaquecimento.

O sistema será composto de coletores solares, instalados no local mais alto da Edificação para beneficiação

ótima pelos raios solares, bomba elétrica para utilização do sistema pressurizado e tanque de estocagem de

água e conservação de calor (Boiler). O sistema de controle elétrico de bombeamento monitorará a

temperatura mais fria vindo do boiler para a bomba e ainda da saída da água quente nas placas solares para o

boiler. Sempre que detectada pelo sensor uma diferença pré-programada entre estes dois pontos a bomba

será acionada e fará a troca das águas contidas nas placas pelas águas contidas no boiler, garantindo que a

temperatura do fluido dentro do boiler seja a ideal para utilização pelo usuário. Em determinados períodos em

que não haja incidência de raios solares concomitantemente à utilização de água quente, os sensores de

temperatura internos dos boilers acionarão a alimentação dos mesmos por para garantir o fornecimento de

água em quantidade e temperatura adequadas.

4.2. Características Gerais do Sistema

CARACTERÍSTICAS GERAIS

Média Anual de Radiação

Solar

4,70 kWh/m².dia (Parâmetro fornecido segundo

informações do CRESESB disponíveis em:

http://www.cresesb.cepel.br/).

Arranjo hidráulico

O sistema a ser instalado é do tipo Solar mais

auxiliar, com boiler a gás para redundância do

aquecimento, de modo a suprir a demanda de

água quente quando não houver disponibilidade

de energia solar.

19

4.3. Premissas de Projeto

PREMISSAS DE PROJETO

Localização Pechincha – Rio de

Janeiro/RJ

Utilização

Cocção e Lavagem de

panelas e higienização de

utensílios de cozinha

População 370 pessoas

Local de instalação Cobertura

Área de sombreamento Inexistente

Vazão considerada nas

torneiras 5,0 litros/min

Tempo médio de

utilização 7 min

Pressão de serviço 6,0 kgf/cm²

Temperatura da água 65ºC

Quantidade de refeições

por dia: 1104 refeições

Volume de água quente

estimado por refeição

por dia:

10 litros/dia

4.4. Sistema de Aquecimento para Cozinha

4.4.1. Cálculo da Demanda Diária

Volume total de água quente consumido em refeições por dia: 1104 (Ref.) x 10 (L) = 11.040 litros

4.4.2. Cálculo do Volume do Sistema de Abastecimento

Varmaz. = Vconsumo x (Tconsumo – Tambiente) / (Tarmaz. – Tambiente)

Varmaz. = 11,04 x (70 – 24) / (80 – 24)

Varmaz. = 9,07 m³

Reservatórios: 10000 Litros de Armazenamento – 2 reservatórios com volume útil comercial de 5000

Litros cada.

4.4.3. Cálculo da Demanda de Energia Útil e Perdas

Eútil= Varmaz. x ρ x Cp x (Tarmaz. – Tambiente) / 3600

Onde:

ρ = massa específica da água em Kg/m³.

Cp = calor específico da água em Kj/Kg.

20

Eútil= 9,07 x 1000 x 4,18 x (80– 24) / 3600

Eútil = 589,75 kWh/dia

Eperdas = 0,15 x 589,75 kWh/dia

Eperdas = 88,46 kWh/dia

4.4.4. Cálculo da Área Coletora

Acoletora = (Eútil + Eperdas) x FCinstal x 4,901 / PMDEE x Ig

Onde,

Ig = 4,70 kWh/m².dia

Ig dado para a localidade calculado a partir da média anual de radiação local, conforme figura a seguir:

e,

PMDEE = 4,901 x (frτα – 0,0249 x Frul)

PMDEE = 4,901 x (0,6967 – 0,0249 x 5,6508)

PMDEE = 2,72

e,

FCinstal = 1 / 1 – [1,2 X 0,0001 x (β – βótimo)² + 3,5 x 0,00001 x γ²]

FCinstal = 1 / 1 – [1,2 X 0,0001 x (32-32,924)² + 3,5 x 0,00001 x 45²]

FCinstal = 1,076

Acoletora = (589,75 + 88,46) x 1,076 x 4,901 / (2,72 x 4,70)

Acoletora = 279,77 m²

Foram considerados 280 m² de área de captação de energia solar, o que equivale a 140 placas de

captação.

Devido à inexistência de espaço útil para alocação destas placas, uma vez que a laje técnica possui

parte de sua área destinada a outros equipamentos, optou-se por diminuir a área coletora, totalizando,

desta forma, 42 placas instaladas (Acoletora = 84 m²).

Média Anual de Radiação Solar para a localidade – Fonte: CRESESB

21

Tal modificação se tornou necessária devido à limitação física e foi realizada levando-se em

consideração a existência de sistema complementar de aquecimento a gás dos boilers.

Tais placas foram organizadas em baterias de 6 placas cada, conforme critérios de normatização

específica.

4.4.5. Dimensionamento da Bomba de Circulação de Água Quente

DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE BOMBEAMENTO DE CIRCULAÇÃO DE ÁGUA QUENTE

I - DADOS DO PROJETO:

NORMA ADOTADA: NBR 5626

População fixa

consumo per capita =

litros/dia

População flutuante 1104

Pessoas

consumo per capita = 10

litros/dia

consumo total diário = 11,040 m3

Total de dias de reservação 1,0 dias

tempo p.repor consumo (dia)= 1,5 horas

vazão da bomba de recalque = 0,00204 m3/s

vazão da bomba de recalque = 7,360 m3/h

2,044 litros/s

Diâmetro interno da Sucção = 34,4 mm 42 mm

2,20 m/s (<3m/s) OK

Diâmetro interno do recalque= 44,2 mm 54 mm

1,33 m/s (<3m/s) OK

II - PERDAS NA SUCÇÃO:

2.1 - Perdas localizadas:

Peça Quant

. Equivalência Unitária Equivalência total

Joelho 90° 4 3,40 13,60

Tê de pass. Direta 2 2,30 4,60

Registro de Gaveta 1 0,80 0,80

Comprimento da Tubulação: 6,03

Total: 25,03

Perdas = 25,03 X 0,15 m/m = 3,82

HMS = Hes + perdas

TOTAL: 0,00 + 3,82 = 3,82

III - PERDAS NO RECALQUE:

22

3.1 - Perdas localizadas:

Peça Quant

. Equivalência Unitária Equivalência total

Válvula de Retenção 1 8,20 8,20

Registro de Gaveta 1 0,90 0,90

Joelho 90º 4 3,70 14,80

Tê de pass. Direta 4 2,40 9,60

Comprimento da Tubulação: 23,01

Total: 56,51

Perdas = 56,51 X 0,05 m/m = 2,62

3.2 Altura Manométrica do Recalque:

HMR = perdas + Her

HMR

HMR = 2,62 + 0,00 = 2,62

IV - ALTURA MANOMÉRICA TOTAL

HMT = HMS + HMR HMT = 3,82 + 2,62

= 6,45

V - POTÊNCIA DAS BOMBAS:

Vazão requerida = 0,00204

4 M3/s HMT= 6,45

Potência: = 1000 X HMT X

Q (Vazão)

76 X N

= 1000 X 6,45 X

0,002044

76 x 0,49

Potência =

13,17845 =

0,353878801 =

0,5 CV

37,24

CÁLCULO DO NPSH

Condição para Atendimento ao NPSH > NPSHd = NPSHr + 0,6

23

NPSHd = Ho - Hv - Pcs + As

Ho = 10,33 m

Hv = 0,433 (30 graus)

Pcs = 3,82 m As = 0,00 m

NPSHd = 6,07 m

Na curva da bomba para NPSHr temos 1,30 m NPSHRr + 0,6 = 1,90 m

Então NPSHd (6,07m) >NPSHr + 0,6 (1,90) > OK

ADOTAREMOS 02 ELETROBOMBAS COM AS SEGUINTES CARACTERÍSTICAS:

Q = 4,00m3/h h.man = 19 mca P = 1/2 CV

MODELO BC-91 S/T - SCHNEIDER

Curva NPSH para o dimensionamento do conjunto em questão

Observação: Conforme catálogo do fabricante, o modelo em questão suporta as temperaturas de serviço e armazenamento indicadas (60° e 65° respectivamente). Vide link: http://www.schneider.ind.br/produtos/motobombas-de-superf%C3%ADcie/light/centr%C3%ADfugas-monoest%C3%A1gio/bc-92/

24

4.4.6. Dimensionamento da Tubulação de Aquecimento de Água

Para o dimensionamento da tubulação de aquecimento, utilizou-se o critério de adoção do mesmo diâmetro do

recalque para trechos que alimentam baterias de coletores simultaneamente, e, para trechos de baterias,

adota-se diâmetro de 28mm, devido às especificações da tubulação de alimentação de coletores fornecidas

normativamente ou por fabricantes.

1 - DADOS DE ENTRADA

Vazão de uma torneira 0,25 l/s Tempo de uso de torneira 40 min

Localidade: Pechincha - Rio de Janeiro Quantidade de torneiras 7

Latitude: 22°55'24,8'' S

Longitude: 43°20'30,6'' W

Vconsumo 4.200 l/dia

2 - DIMENSIONAMENTO DE RESERVATÓRIOS DE ÁGUA QUENTE

Tconsumo 70 °C

Tarmaz 80 °C

Tambiente 24 °C

Varmaz 3,45 m³ Volume necessário de armaz.: 3.450 Litros

Tipo GásVolume útil de

armazenamento:4.000 Litros

Volume 5000 Litros Excedente: 550 Litros

Quantidade 1

Verificação 82% OK Sugere-se que Varmaz > 75% Vconsumo

3 - DEMANDA DE ENERGIA ÚTIL

ρ 1000 kg/m³Cp 4,18 kj/kg

Eútil 224,33 kWh/diaPerdas 33,65 kWh/dia

3 - DEMANDA DE ENERGIA ÚTIL E ÁREA COLETORA

Frπα 0,6967Frul 5,6508

PMDEE 2,72 Grau Min Seg

β 32,000 32 0 0 Inclinação em relação ao plano horizontal

βótimo 32,924 22 55 24,8 Inclinação em relação ao plano horizontal mais favorável

γ 45,000 45 0 0

FCinstal 1,076

Acoletora 106,42 m²

4 - PLACAS SOLARES

Área líquida da placa 2 m²

Número de placas adotado 42 placas

Área útil de coleta 84 m²

VOLUME ÓTIMO

25

4.4.7. Dimensionamento do Sistema Complementar à Gás

O sistema complementar a gás para aquecimento da água conta com queimadores embutidos nos boilers, cujo

consumo de GLP é dado pela referência comercial. Devido ao caráter da edificação, buscou-se atrelar o

abastecimento dos boilers ao sistema de gás dimensionado para abastecimento dos equipamentos de cozinha,

constituindo um sistema único para atendimento de toda a edificação.

Foi demonstrado em planta o local onde será instalada central de GLP e a comunicação da mesma com os

boilers para alimentação dos mesmos.

Segue abaixo reprodução da memória de cálculo correspondente ao sistema de gás, com dimensionamento da

reserva de cilindros e tubulação de alimentação dos boilers.

Para maiores detalhes sobre o sistema de GLP vide projeto correspondente, contendo completo

dimensionamento e detalhes construtivos.

As instalações de gás serão destinadas ao atendimento de equipamentos de cocção e sistema auxiliar de

aquecimento de água através de reservatórios térmicos (boilers) híbridos para recebimento de água quente

proveniente de coletores solares e eventual aquecimento próprio via GLP.

4.5. Dimensionamento de Tubulação de Distribuição de Água Quente

O dimensionamento da rede de distribuição de água quente foi realizado utilizando-se os mesmos parâmetros

apresentados no item 3.1 deste documento com subsequente conversão de diâmetros para as tubulações de

material CPVC. A rede de água quente atenderá a todos os pontos de alimentação de pias, localizadas na

edificação existente e na ampliação, seguindo o apresentado em plantas em anexo.

Segue o resumo do dimensionamento de água quente.

Trecho Peso Vazão Ø (mm) Área Veloc. Comprimento (m) J Perda Desnível Pressões (m.c.a.)

(l/s) (m³/s) DN AQ m² (m/s) Conduto Equiv. Total (m/m) (m.c.a.) (m) Disp. Jusante

1 2 4,9 0,66 0,0007 42 0,0015 0,4367 13,14 13,5 26,64 0,0065 0,173 0,00 1,10 0,93

2 3 1,4 0,35 0,0004 35 0,0010 0,3648 3,36 7,5 10,86 0,0063 0,068 0,10 0,93 0,96

3 PIA - 0,25 0,0003 22 0,0004 0,6822 6,21 5 11,21 0,0344 0,386 2,50 0,96 3,07

3 PIA - 0,25 0,0003 22 0,0004 0,6822 3,95 4,6 8,55 0,0344 0,295 2,50 0,96 3,16

2 4 3,5 0,56 0,0006 42 0,0015 0,3691 0,73 10,5 11,23 0,0048 0,054 0,00 0,93 0,87

4 5 2,8 0,50 0,0005 35 0,0010 0,5159 3,17 7,5 10,67 0,0115 0,122 0,20 0,87 0,95

5 PIA 0,7 0,25 0,0003 22 0,0004 0,6822 2,6 3,8 6,4 0,0344 0,220 2,40 0,95 3,13

5 6 2,1 0,43 0,0004 28 0,0006 0,7162 3,41 3,9 7,31 0,0274 0,200 0,00 0,95 0,75

6 PIA - 0,25 0,0003 22 0,0004 0,6822 2,6 3,8 6,4 0,0344 0,220 2,40 0,75 2,93

6 7 1,4 0,35 0,0004 22 0,0004 0,9687 8,13 5,9 14,03 0,0636 0,893 2,40 0,75 2,26

7 PIA - 0,25 0,0003 22 0,0004 0,6822 0,15 2,4 2,55 0,0344 0,088 0,00 2,26 2,17

7 PIA - 0,25 0,0003 22 0,0004 0,6822 0,94 2,1 3,04 0,0344 0,105 0,00 2,26 2,15

4 PIA - 0,25 0,0003 22 0,0004 0,6822 12,7 12,2 24,9 0,0344 0,858 2,60 0,87 2,62