INSTALAES PREDIAIS DE GUA FRIA

Prof. Eng. Civil MsC LUIZ EDUARDO AGUIAR

Agosto 2010

1-INTRODUO A gua muito importante para a sobrevivncia e evoluo do homem, pois sem ela no haveria vida animal ou vegetal sobre a terra. A gua e a sade esto intimamente relacionadas, pois, segundo a O.M.S., cerca de 81% dos casos de doenas, tm como origem a gua. Uma gua contaminada ocasiona riscos a sade, pois ela responsvel pela higiene, utilizada na industria, utilizada na irrigao, utilizada em barragens para gerao de energia eltrica, o principal meio de combate a incndio, etc.. Assim, como a qualidade de vida o resultado das condies de alimentao, transporte, moradia, sade, abastecimento de gua e energia, coleta de esgoto e de lixo, educao, etc., o fornecimento de gua a populao implica em melhores ou piores nveis de qualidade de vida e sade. A gua, at chegar as torneiras das casas percorre um grande caminho: captada, passa por uma srie de etapas de tratamento para purificar-se, levada a um reservatrio e depois distribuda a populao. As guas so tratadas nas chamadas ETAS (estaes de tratamento de gua) e as etapas de tratamento so basicamente quatro: floculao (sulfato de aluminio), decantao, filtrao e desinfeco (cloro, flor e cal hidratado). A tubulao que sai do reservatrio elevado (geralmente localizado nas cotas mais altas), denominada rede de distribuio, ela que conduz a gua ate as casas passando por todas as ruas e avenidas da cidade. Em frente a cada edificao feita uma ligao rede de distribuio, so os chamados ramais prediais. Este ramal predial ligado a um medidor de vazo onde finalmente se d incio as instalaes prediais de gua. Assim as instalaes prediais de gua fria so o conjunto de tubulaes conexes, peas, aparelhos sanitrios e acessrios existentes a partir do ramal predial, que permitem levar a gua da rede pblica at os pontos de consumo ou utilizao dentro da habitao.

Fonte: Martins, 2007

2. TIPOS DE SISTEMAS E PARTES COMPONENTES: Para o abastecimento podem sem empregados quatro tipos de sistemas: A- DIRETO: todos os aparelhos e torneiras so alimentados diretamente da rede pblica:

B- INDIRETO: todos os aparelhos e torneiras so alimentados pelo reservatrio superior da edificao, o qual alimentado diretamente pela rede pblica (caso haja presso suficiente na rede) ou atravs de recalque, a partir de um reservatrio inferior; Sistemas de distribuio indireta

a) sem bombeamento.

b) com bombeamento.

C- MISTO: parte dos aparelhos e torneiras so alimentados diretamente pela rede pblica e parte pelo reservatrio superior:

D- HIDROPNEUMTICO: todos os pontos de consumo so alimentados por um conjunto hidropneumtico, cuja finalidade assegurar a presso desejvel no sistema, sem necessidade de reservatrio superior; atender gabarito critico ou aliviar a estrutura.

Legenda: R Rede RI Reservatrio Inferior B Bomba TP Tanque pressurizado

Os trs primeiros sistemas so normalmente os mais utilizados. Em residncias o sistema misto melhor, pois se evita a utilizao de gua do reservatrio superior, quando no h necessidade, especialmente nas torneiras de jardins e cozinhas, para utilizao do sistema direto h necessidade de que na rede pblica exista gua continuamente e com presso adequada. O sistema indireto o ideal para edifcios altos. O sistema hidropneumtico pouco utilizado devido ao seu alto custo de implantao e inconvenientes de todo sistema mecnico. 3. MATERIAIS EMPREGADOS Geralmente so empregados tubos de ao galvanizado (fg) com ou sem costura, de cobre, de ferro fundido (ff) ou PVC rgido com juntas rosqueadas ou soldadas (mais usados atualmente). Para instalaes no sujeitas a golpe de ariete, os tubos de PVC com juntas soldadas so os preferidos devido sua facilidade de manuseio e tambm porque o seu dimetro se mantm praticamente inalterado ao longo do tempo. Nas tubulaes de recalque, sujeitas maiores presses prefervel usar tubo de fg com juntas de roscas ou flangeadas, pois subpresses causadas pelo golpe de ariete provocam danos nos tubos de PVC. 4. GOLPE DE ARETE Quando a gua ao descer com velocidade elevada pela tubulao, bruscamente interrompida, os equipamentos da instalao ficam sujeitos a golpes de grande intensidade (elevao de presso). Logo, denominados de golpe de arete variao da presso acima e abaixo do valor de funcionamento normal dos condutos forados, em consequncia das mudanas de velocidade da

gua, decorrentes de manobras dos registros de regulagem de vazes. O fenmeno vem normalmente acompanhado de som que faz lembrar marteladas, fato que justifica o seu nome. Alm do rudo desagradvel, o golpe de arete pode romper tubulaes e danificar aparelhos. Por essas razes o engenheiro deve estudar quantitativamente o golpe de arete e os meios disponveis para evita-lo ou suavizar os seus efeitos. Nas instalaes prediais, alguns tipos de vlvulas de descarga e registro de fechamento rpido provocam o efeito de golpe de arete, porm, no Brasil j existem algumas marcas de vlvula de descarga que possuem dispositivos anti-golpe de arete, os quais fazem com que o fechamento da vlvula de torne mais suave, amenizando quase que totalmente os efeitos desse fenmeno. Creder (2003) adverte que algumas medidas devem ser tomadas para se evitar o golpe: - regular as vlvulas de descarga para fechamento lento; - limitar a velocidade do liquido aos valores recomendados pelas normas; - instalar, em casos especiais, vlvulas de alvio que permitam a descarga da gua quando a presso da tubulao ultrapassar 20% dos valores recomendados; - empregar vlvulas redutoras de presso (VRP) ou caixas de quebra de presso todas as vezes em que a presso esttica ultrapassar 40 mca ou 4kgf/cm2. 5. DADOS BSICOS DE PROJETOS: Todo projeto deve ser desenvolvido obedecendo s normas brasileiras (NB92/80 e NBR 5626:1998) da (ABNT) e s normas da concessionria local:

DIMETRO MNIMO: OU 15 mm (verificar junto concessionria) PRESSO ESTTICA MXIMA: 40 mca (metro coluna de gua) PRESSO DINMICA MNIMA: 0,5 mca CLCULO DAS PEDRAS DE CARGA: pelas frmulas de flamant ou fairwhipple-hsio para gua fria pelos respectivos bacos; VELOCIDADE DE MXIMO: V< 2,5m/s (D em mm, V em m/s) PERDA DE CARGA NO BARRILETE: 8% = Jmax < 0,08 m/m

A NBR 5626:1998 estabelece que as instalaes prediais de gua fria devem ser projetadas de modo que, durante a vida til do edifcio, atendam aos seguintes requisitos: a) preservar a potabilidade da gua; b) garantir o fornecimento de gua de forma contnua, em quantidade adequada e com presses e velocidades compatveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos sanitrios, peas de utilizao e demais componentes;

c) promover economia de gua e de energia; d) possibilitar manuteno fcil e econmica; e) evitar nveis de rudo inadequados ocupao do ambiente; f) proporcionar conforto aos usurios, prevendo peas de utilizao adequadamente localizadas, de fcil operao, com vazes satisfatrias e atendendo as demais exigncias do usurio. 6. RESERVATRIOS Para suprir as deficincias do abastecimento, deve-se armazenar um volume de pelo menos 1 dia de consumo, normalmente se reserva 2 vezes o consumo dirio, alm disso costume reservar gua para combate a incndio. Esta reserva normalmente distribuda entre o reservatrio superior e inferior. O RESERVATRIO INFERIOR DEVE ARMAZENAR 3/5 DO CONSUMO (60% de 2 dias) O RESRVATRIO SUPERIOR DEVE ARMAZENAR 2/5 DO CONSUMO. (40% de 2 dias) A RESERVA DE INCNDIO (tcnica) ESTIMADA EM 15% A 20% DO CONSUMO DIRIO. Quando o volume dos reservatrios ultrapassam 5.000 L, devem-se se previstos 2 compartimentos e cada compartimento deve conter as seguintes tubulaes: Alimentao; Sada para o barrilete de gua para consumo; Sada para o barrilete de gua de incndio; Extravasor; Limpeza.

OBS.: Para cada compartimento dos reservatrios (superior e inferior) so necessrios instalar automticos de bia, comandados eletricamente, por chave de reverso. O sistema dever ligarse automaticamente quando houver gua no reservatrio inferior e o superior atingir o nvel inferior de gua e dever desligar-se quando atingir o nvel superior desejado ou o nvel de gua no reservatrio inferior atingir um ponto muito baixo (10 cm antes da vlvula de p). 7. ESTIMATIVAS DAS VAZES Nas instalaes de gua fria devem ser considerados os seguintes consumos: 7.1 CONSUMO PREDIAL Para fins de clculo do consumo residencial dirio, estimamos cada quarto social ocupado por 02 (duas) pessoas e cada quarto de servio por 01 (uma).

Ex: 01 (um) apartamento com 03 (trs) quartos e dependncia de empregada, pressupoe: Populao: 2 x 3 + 1 = 7 pessoas Na falta de outra indicao, considera-se os dados da concessionria ou da norma para taxa de ocupao para prdios pblicos ou comerciais, como: Tab 1.1 Taxa de ocupao para prdios pblicos e comerciais

Conhecida a populao do prdio podemos calcular o consumo, atravs da tabela abaixo: Tab. 1.2 Consumo em relao ao tipo de prdio

OBS: Todos esses valores devem ser verificados junto a concessionria de cada cidade brasileira. A- CONSUMO MDIO DIRIO: valor mdio previsto para utilizao num edifcio em 24 horas. Deve-se considerar no consumo dirio a Reserva para combate incndios (20%) do consumo da populao do prdio. Para efeito de clculos, a reserva normal de consumo corresponde a 2 (dois) dias de consumo. Ex: clculo da capacidade dos reservatrios do edifcio de 6 (seis) pavimentos, com 4 (quatro) apartamentos por andar, cada um com 3 (trs) quartos e dependncia: - populao: 6 x 4 x (3 x 2 + 1) = 168 pessoas - consumo dirio: 168 x 200 = 33.600 litros/dia - reserva de incndio: 33.600 x 0,2 = 6.720 litros TOTAL: 33.600 + 6720 = 40.320 litros/dia Reservatrios: Reserva para dois dias = 40.320 x 2 = 80.640 litros Reservatrio inferior (60%) = 48.384 litros... 48.000 litros Reservatrio superior (40%) = 32.256 litros .... 32.000 litros

OBS: Os valores calculados aos reservatrios superiores e inferiores devem ser indicados em projetos, e aps os valores de deciso. OBS: Para residncias de pequeno tamanho, recomenda-se que a reserva mnima seja de 500 (quinhentos) litros. B- VAZO DAS PEAS DE UTILIZAO As peas de utilizao na rede hidrulica de uma instalao so projetadas para funcionar dentro de condies bem determinadas, mediante certa vazo, que no dever ser inferior seguinte: Tab. 1.3 Vazo e peso relativo nos pontos de utilizao identificados em funo do aparelho sanitrio e da pea de utilizao

Na 2 coluna, temos os pesos correspondentes a cada pea, necessrios aplicao do mtodo de Hunter, que veremos a frente. C- CONSUMO MXIMO POSSVEL: vazo instantnea decorrentes do uso simultneo de todos os aparelhos. determinada com base nas vazes mnimas de cada aparelhos. utilizado, por exemplo, no dimensionamento de uma bateria de chuveiros de um quartel ou um conjunto de lavatrios de uma escola, etc. Ressalta-se que este critrio se baseia na hiptese que os diversos aparelhos servidos pelo ramal sejam utilizados simultaneamente, de modo que a descarga total no incio do ramal ser a soma das descargas em cada um dos sub-ramais. O uso simultneo ocorre em geral em instalaes onde o regime de uso determina essa ocorrncia, como por exemplo em fbricas, escolas, quartis, instalaes esportivas etc. onde todas as peas podem estar em uso simultneo em determinados horrios. Macintyre (1990) recomenda que se utilize esse critrio para casas em

cuja cobertura exista apenas um ramal alimentando as peas dos banheiros, cozinha e rea de servio, pois possvel que, por exemplo, a descarga do vaso sanitrio, a pia da cozinha e o tanque funcionem ao mesmo tempo. O dimensionamento feito atravs do Mtodo das Sees Equivalentes, que consiste em expressar o dimetro de cada trecho da tubulao em funo da vazo equivalente obtida com dimetros de 15mm (1/2 polegada). A Tabela 1.4 apresenta os dimetros nominais mnimos dos sub-ramais de alimentao para diferentes aparelhos sanitrios e a Tabela 1.5 apresenta os dimetros equivalentes para aplicao deste critrio. Tab. 1.4 Dimetro mnimo dos sub-ramais de alimentao

Tab. 1.5 Correspondncia de tubos de diversos dimetros com o equivalente de 15mm Sees Equivalentes

Ex: Dimensionar pelo mtodo do consumo mximo possvel, o ramal de um banheiro com as seguintes peas: 2 Vasos sanitrios/Vlvula de descarga; 3 lavatrios; 4 chuveiros; e 4 mictrios. 2 VSVD = 2 = 37,8 .... 37,8 x 2 = 75,6 3 Lav = = 1 ............. 1 x 3 = 3,0

4 Ch = = 1 ............. 4 Mic = = 1 .............

1 x 4 = 4,0 1 x 4 = 4,0 = 86,6

T O T A L .............................. imediato 3.

Indo a tabela 1.5 obtm-se: 65,5 < 86,6 < 110,5.... Logo, na comparao para o maior valor - Ramal: canalizao que abastece as diversas peas de um banheiro, uma cozinha, etc. D- CONUMO MXIMO PROVVEL: vazo instantnea esperada com o uso normal dos aparelhos, ou seja, levando-se em conta o uso no simultneo dos aparelhos. utilizado para dimensionar as canalizaes principais, tais como, colar ou barrilete, colunas e ramais de distribuio, etc. Aplicao do mtodo da NORMA BRASILEIRA Consiste em atribuir PESOS (diferente dos Mtodos de Hunter) aos diversos aparelhos e relaciona-los com as vazes atravs da expresso: Q = C. P Em que: Q = vazo, L/s C = coeficiente de descarga (0,30 l/s) P = soma dos pesos de todos os aparelhos atravs do trecho considerado Ex.: Para o exemplo tem-se (tabela do item B): 1 bacia sanitria com vlvula de descarga.................................32 1 bid.........................................................................................0,1 1 chuveiro..................................................................................0,4 1 torneira de lavagem................................................................0,3 32,8 Pela frmula tem-se: Q = 0,3 P = 0,332,8 ... Q = 1,72L/s No baco tem-se: Q = 1,72 L/s, o que corresponde a tubulao de 1 (32mm) Ou Pelo baco (1), o Peso 32,8 tem-se: Q = 1,7 L/s, o que corresponde a tubulao de 1 (32mm) Na prxima pgina temos a apresentao do baco para dimensionamento de vazes e dimetros das tubulaes atravs dos pesos dos aparelhos.

BACO (1) PARA CLCULO DAS TUBULAES INSTALAES DE AGUA FRIA

Dimetros e vazes em funo do peso Presso de servio

A mxima permitida em qualquer ponto da rede de 40 mca (metros de coluna dagua), equivalente a 40 kgf/cm2, sendo 1 kgf/cm2 = 10 Pa, estabelecida pela Norma. - Presso esttica: calculada quando no h fluxo. medida pela altura da coluna dagua acima do ponto. - Presso dinmica: fornecida pelos fabricantes e corresponde a vazo de servio; resulta quando as peas esto em funcionamento. Tab. 1.6 - Nmero mnimo de Aparelhos instalaes mnimas

Tab. 1.7 - TABELA PRESSES MAXIMAS E MINIMAS NOS PONTOS DE UTILIZAO, EM mca.

Presso de Servio (m.c.a.) Aparelho Aquecedor eltrico de alta presso (AP) Aquecedor eltrico de baixa presso (BP) Aquecedor a gs (BP) Aquecedor a gs (AP) Bebedouro Chuveiro de (15mm) Chuveiro de (20mm) Torneira Torneira-boia de caixa de descarga de (15mm) Torneira-boia de caixa de descarga de (20mm) Torneira-boia para reservatrio Vlvula de descarga de 1 (38mm) Vlvula de descarga 1 (32mm) Valvula de descarga 1 (25mm) Mnima 0,5 0,5 1,0 1,0 2,0 2,0 1,0 0,5 1,5 0,5 0,5 1,2 3,0 10 Mxima 40,0 4,0 5,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 6,0 15,0 40,0

Obs: consultar os dados do fabricante Em edifcios mais altos, onde as presses estticas ultrapassam os valores da tabela acima, h necessidade de provocar uma queda de presso. Para isso, podemos aumentar a perda da carga, introduzindo no sistema vlvulas redutoras de presso (VRP) ou caixas intermedirias(CI).

Logo, a presso mxima em qualquer ponto da rede hidrulica no pode ultrapassar 40 mca O fechamento de qualquer pea de utilizao no pode provocar, em nenhum ponto,

= 40 Pa. sobrepresso que supere em mais de 20 mca a presso esttica neste mesmo ponto, conforme dados de fabricao. Existem 3 sistemas de instalao de vlvulas redutoras de presso: 1) Varios barriletes descendentes com as respectivas VRP; 2) Reduo por barriletes ascendentes; 3) VRP instalado na prpria coluna.

A vlvula mais comum a JOGOFE e tem que ser especificado para reduo de presso desejada, como por exemplo 2:1; 3:1, etc. , pois no possui meios de regulagem depois de instalada. Ainda assim, devem ficar localizadas em pontos de fcil acesso.

A presso dinmica mnima admissvel em qualquer ponto de rede de 0,5 mca. ( 5 kPa) para evitar presses negativas que possibilitem a contaminao da gua. Velocidade nas tubulaes A mxima admitida de 2,5m/s ou 14.D (D dimetro nominal, em metros) Tab. 1.8 - Tabela de Vazo (Q) e Velocidade (V) Maxima em funo do Dimetro (D) D Vmax m/s Qmax l/s mm Pol 13 1/2 1,6 0,2 19 3/4 1,93 0,6 25 1 2,25 1,2 32 1 1/4 2,5 38 1 1/2 4,0 50 2 5,7 63 2 1/2 75 3 100 4 18 125 5 31 150 6 40

2,50 8,9 12

Pela norma, deve ser prevista separao atmosfrica duas vezes o dimetro da pea de utilizao, entre a sada da gua para os aparelhos sanitrios e o nvel do transbordamento, a fim de evitar a retrosifonagem. OBS: aconselhvel, em colunas de banheiros, instalar uma coluna especfica para as vlvulas de descarga e outra para os demais aparelhos 8. RAMAL PREDIAL Ramal predial a ligao do domiclio rede de distribuio, o qual ligado a um medidor de vazo onde finalmente se d incio as instalaes prediais de gua, como ilustrado na FiguraHIDR M ETRO REG ISTRO JOELHO D E 90 CO M RO SCA TORN EIRA D E JA RD IM

A DA PTAD OR PA RA PEA D

K IT CAV ALETE TU BO PV C 12,5mm

REDE DE DISTRIBUI O

TU BO PEA D 12,5m CO LA R DE TO M ADA D E PV C RG IDO CO M TRA VAS

JOELHO D E 90 COM R OSCA

Figura 1. Esquema da ligao predial. O dimensionamento do ramal predial feito do consumo mdio dirio do imvel e da presso disponvel na rede. Normalmente eles so dimensionados pelas companhias concessionrias, mas podem ser facilmente dimensionados a partir de:

pblica, -

Presso mnima disponvel na rede Cota do ponto de alimentao do reservatrio inferior, em relao a rede Consumo mdio estimado para o prdio.

Segundo a Norma a velocidade mdia da gua por alimentador predial deve estar entre os limites de 0,6 m/s e 1,0 m/s. Assim, fixando-se a velocidade e de posse do consumo dirio (CD), pode-se calcular o dimetro do ramal predial, aplicando-se a equao da continuidade: Q (m3/s) = S (m2) x V(m/s) Em que: Q = vazo do ramal predial V = velocidade mdia do ramal predial (entre 0,6 m/s e 1,0 m/s) S = rea transversal do ramal S = x D2 / 4, onde D o dimetro do ramal predial, em metros; = 3,14159265 Assim: Q (L/s) = CD (L/dia) / 86400 (segundos/dia) Calculada a vazo, utiliza-se o baco para tubulaes (ao galvanizado e ferro fundido ou de cobre e plstico) com Q (l/s) e V=1m/s Tab. 1.9 - Tabela do dimetro do ramal de entrada em funo do numero de ligaes Nr ligaes (economias) 1a5 6 a 10 11 a 20 21 a 80 81 a 400 401 a 600 Fonte: CEDAE Dmin ramal predial = Vmax ramal = 1 m/s. mm 20 25 40 50 75 100 D ramal Pol 3/4 1 1 1/4 2 3 4

baco (2) para tubulaes de ao galvanizado e ferro fundido. Frmula Fair-Whipple-Hsiao (Q = 27,113 . J0,632 . D2,596 )

baco (3) para tubulaes de cobre e plstico. Frmula Fair-Whipple-Hsiao (Q = 59,934 . J0,571 . D2,714 )

EXERCCIO 1. Dimensionar o ramal de entrada para um condomnio com 640 aptos de 2 quartos e dependncia de servios com 900 vagas de garagem. Obs: considerar no dimensionamento a garagem e a reserva tcnica de 20% Resoluo: Populao: 640 x (2 x 2 + 1) = 3.200 Consumo populao e carros: 3.200 x 200 + 900 x 50 = 685.000 litros Res. Incndio (20%) = 137.000 litros Consumo Dirio (CD) = 822.000 litros Q = 822.000 litros /86.400 segundos => Qmin = 9,51 l/s No baco 2, aplicando Q = 9,51 l/s e V = 1m/s tem-se D = 5 Ou Q (m3/s) = S (m2) x V(m/s) => 0,00951 m3/s = ( x D2 / 4) m2 x 1m/s D = 0,11003866 metros => 110 mm < D = 5

9. INSTALAES DE RECALQUE Em prdios de ocupao coletiva conveniente que sejam instalados pelo menos 2 conjuntos elevatrios de modo que um deles sempre fique de reserva. As normas exigem que a CAPACIDADE HORRIA mnima das bombas seja de 15% do consumo dirio, mas, na prtica, estabelece a capacidade horria em 20%, o que corresponde a 5 horas de funcionamento dirio. Assim para recalcar o volume dirio de gua seriam necessrios: Xh 24h 15% 100% X = 3,6 h

O clculo do dimetro de recalque feito considerando a equao de BRESSE para pequenos dimetros: D=CxQ

Em que: Q = vazo, m3 / s C = coeficiente prtico de BRESSE C tem sido objeto de estudo e no Brasil varia de 0,75 a 1,4. Na realidade escolher o valor de C equivale a fixar a velocidade e cabe ao projetista escolher o valor de C mais conveniente.

Tab. 1.10 relao do Coeficiente Bresse e Velocidade _____________________________________________________________________________ C V (m/s) 0,75 2,26 0,80 1,99 0,85 1,76 0,90 1,57 1,00 1,27 1,10 1,05 1,20 0,88 1,30 0,75 1,40 0,65 Substituindo a equao da continuidade (V = Q / A) na frmula de BRESSE tem-se: V = 4 . Q/( x D2) V = (4.D2/C2)/( .D2) = 4 / . C2

Nas instalaes que funcionam apenas algumas horas por dia e utilizam maiores velocidades, a norma NB 92/80 aconselha utilizar a seguinte equao: (Frmula de Forchheimer) D =1,3 x Em que: X = n/24 n = nmero de horas de funcionamento da bomba por dia; Q = vazo, em m3/s D = dimetro, em metros. Exemplo: Dimensionar o recalque para um prdio com 16 aptos de sala, 2 quartos e dependncias, 16 vagas na garagem e 150m2 de rea ajardinada. Obs: Considerar garagem, rea ajardinada, 20% reserva tcnica e vazo horria da bomba em 20%: Resoluo: 16 x (2x2+1) = 80 pessoas Consumo Dirio = 200 x 80 + 50 x 16 + 1,5 x 150 = 17.025 litros Reserva tcnica (20%) = 3.405 litros Consumo Dirio = 17.025 + 3.405 => 20.430 litros = 20,43m3 (em um dia = 24 horas) Vazo horria (20%) => (20,43 x 0,2) => Q = 4,08m3/H ... (1 hora = 3.600 seg) Q = 0,00113m3/s D = 1,3 x 0,00113 x 45/24 10. BARRILETE => D = 0,032m => Dimetro do Recalque Dr = 1 Tubulao de suco uma medida acima. Ds > Dr => Dimetro de suco Ds = 1 Q

x

4

X

Chama-se de BARRILETE o cano que interliga as duas metades da caixa dgua e de onde partem as colunas de gua. Podem ser do tipo ramificado ou do tipo concentrado.

Barrilete ramificado

Barrilete concentrado O dimensionamento do barrilete pode ser feito por dois mtodos:A-

Mtodo de HUNTER: fixa-se a perda de carga em 8% ( J = 0,08) e calcula-se a vazo como se cada metade da caixa atendesse metade das colunas, ou seja, de cada metade do barrilete. Conhecendo-se J e Q, calcula-se pelo baco (2) de FAIR-WHIPLE-HSIO o dimetro.

B-

MTODO DAS SEES EQUIVALENTES: considera-se o dimetro encontrado para as colunas, de modo que metade das colunas seja atendida pela metade da caixa. Recorre-se a tabela 1.5.

Exemplo:

a1 2

c3 4

b2 4l/s 2 3,5l/s 2

d1

3,4l/s 3l/s

1 mtodo (Hunter): J = 8% = 0,08 Qab = 4 + 3,5 = 7,5 l/s Qcd = 3,4 + 3 = 6,4 l/s Abaco (2) Dab = 3 / Dcd = 3 11. COLUNAS Coluna 1 = 2 => 65,5

2 mtodo: Aplicao da tabela 1.5 sees equivalentes Coluna 2 = 2 => 37,8.... soma = 103,3 37,8 Coluna 4 = 1 => 17,4.... soma = 55,2 2,5 m/s escolher D maior) 8)9)

Medir em planta o comprimento real, L, as tubulao; Calcular o comprimento equivalente, LE, que resultante das perdas de carga

localizadas nas conexes, registros, vlvulas, etc. (representa um acrscimo do comprimento real) dados das peas obtidos em tabelas; 10) 11) Calcular o comprimento total: LT = L + LE; Calcular a presso disponvel no ponto. A presso disponvel a diferena de

nvel entre a metade de gua no reservatrio e este ponto, medindo em metros de coluna de gua (mca); 12) 13) Calcular a perda de carga unitria, medida em mca. Obtida conforme nr 7; Calcular a perda de carga total, em mca, obtida multiplicando-se o comprimento ou Hp = J x Lt

total (nr 10) pela perda de carga unitria (nr 12) J = Hp / Lt14)

De posse da Presso disponvel (nr 11), subtraindo a perda de carga total (nr 13),

temos a presso dinmica a jusante, em mca. Esta presso deve ser verificada para cada pea, para ver se est dentro dos limites especificados na Tab. 1.7 - TABELA PRESSES MAXIMAS E MINIMAS NOS PONTOS DE UTILIZAO, EM mca.

Ref: Creder, Helio Instalaes hidrulicas e sanitrias LTC; RJ, 2003, Pag. 26

Ref: Creder, Helio Instalaes hidrulicas e sanitrias LTC; RJ, 2003, Pag. 27

Ref: Creder, Helio Instalaes hidrulicas e sanitrias LTC; RJ, 2003, Pag. 29

Exemplo: Dimensionamento da coluna dagua fria de um edifcio de 5 andares (pavimentos), em FeFo, conforme o diagrama seguinte:NA a T Joelhos Registros 1,0 c 0,5 0,5 4,0 mca

2,0 5 Pav: VS/VD; Ch; L; Bd 3,0 1,0 mca 4 Pav: VS/VD; Ch; L; Bd 3,0 Dados da Concessionria: Pesos de aparelhos: Vs/Vd 40,0 Ch 0,5 L 0,5 Bd 0,1

3 Pav: VS/VD; Ch; L; Bd Ts 2 Pav: VS/VD; Ch; L; Bd

3,0

3,0

1 Pav: VS/VD; Ch; L; Bd 9,0

3,0

Memria de clculo: Nr 3 - Pesos (dados da concessionria): Vs/Vd: 40,0 + Ch: 0,5 + L: 0,5 + Bd: 0,1 = 41,1 Nr 4 Pesos acumulados por andar: 41,1 x 5 = 205,5 Nr 5 e 6 Determinao da vazo, em l/s, e o dimetro, em mm, pelo baco (1): Q = 4,3 l/s e D = 50 mm (2) Nr 7 baco (2) - Velocidade: 1,9 m/s; perda: J = 0,15 m/m; Nr 8 medio na planta 5 andar 1 + 9 + 2 = 12 m; Nr 9 clculo do comprimento equivalente (LE) - 5 andar: 2 joelhos + 2 ts + 1 registros Joelho e T (fig. 1.13a em 2): 2 x 1,9 + 2 x 3,3 = 10,4 + 1 registro (fig. 1.13b em 2): 1 x 0,4 = 0,4 ... Total LE (5 andar) = 10,4 + 0,4 = 10,8 Nr 10 soma dos comprimentos LT = 12 + 10,8 = 22,8 Nr 11 presso disponvel (Pdisp) = 4 mca Nr 12 perda calculada nr 7: J = 0,15 m/m Nr 13 perdas totais Hp = J x Lt => H = 0,15 x 22,8 = 3,42 Nr 14 presso a jusante = Pdisp Hp => 4 3,42 => Hp = 0,58 < 1,2 (Pmin Tab.1.7) No satisfaz... aumentar o dimetro... de 50 para 65mm.

Planilha de clculo de instalaes prediais de gua fria Pav. 5 5 4 3 2 1 1 Peso 205 205 164, 4 123, 3 82,2 41,1 41,1 Vazo l/s 4,3 4,3 3,8 3,3 2,7 1,9 1,9 D mm 50 65 50 50 40 32 40 V m/s 1,9 1,4 1,8 1,6 2,1 2,4 1,5 Comprimento (m) Pdisp Perdas (mca) Pjus OBS Real Eqv Total unit total mca mca 12 10,8 22,8 4 0,15 3,42 0,58 No satfz 12 13,4 25,4 4 0,05 1,27 2,73 2 15 16,7 31,7 7 0,11 3,5 3,5 2 18 21 24 24 20,0 22,5 24,6 25,0 38,0 43,5 48,6 49,0 10 13 16 16 0,09 0,19 0,29 0,1 3,4 8,3 14,1 4,9 6,6 4,7 1,9 11,1 2 1 No satfz 1

1.2 PENA DAGUA um limitador de vazo, consistindo em um redutor da seo do ramal de entrada por meio de um registro com orifcio graduado, que acarreta grande perda dagua. A tabela 1.11, a seguir, fornece a vazo e perdas correspondentes em funo dos orifcios da pena dagua:

ESQUEMA TPICO DE ENTRADA DE AGUA EM EDIFCIOS

13. HIDRMETROS so os aparelhos reguladores da vazo e limitadores do consumo. Devem ficar a 1,5 m da testada do terreno e protegidos por cubculo construdo pelo proprietrio a quem compete fornecer o aparelho no ato da instalao. Deve ficar em fcil acesso para leitura pelo pessoal da concessionria ou da prefeitura local. Os hidrmetros podem ser: - volumtricos: baseiam-se na medida no nmero de vezes que uma cmara de volumes conhecida se enche e se esvazia - taquimtricos: baseiam-se na medida da velocidade do fluxo de gua atravs de uma seo de rea conhecida. Os volumtricos so, de maior sensibilidade e preciso, indicados nas instalaes de pequenas vazes e os taquimtricos, para os de grande vazes. 14. RECALQUE DE AGUA FRIA E DIMENSIONAMENTO DAS BOMBAS Qualquer bomba hidrulica funciona conforme o trinmio de Bernouille, que estabelece a soma das energias de posio, cintica e de presso uma constante entre dois pontos da tubulao, mais a perda de carga.

Estas energias do a seguinte equao: Z1 + P1 + V12 2g = Z2 + P2 P1 V12 2g = W Cintica + V22 2g + J

Z = energia (W) de posio P = energia (W) de presso V= velocidade de escoamento = peso especfico do fluido g = acelerao da gravidade

Z1

+

= W Potencial

Obs1: nos clculos usuais, a parcela relativa a W Cintica desprezada. Obs2: a altura de perdas estabelecida por Hperdas = J x Lequiv

No caso de instalaes prediais, aplica-se o trinmio de Bernouilli, considerando dois pontos: Ponto 1: correspondente a bomba Ponto 2: entrada do reservatrio superior De modo que:

Z2 = H esttica do reservatrio P2 = presso atmosfrica (atm) V2 = 0 Z1 = 0 P1 = Patm + P recalque V1 = V recalque Logo, com a desconsiderao da velocidade (W Cintica desprezada), resulta em: H manomtrico = H esttico + H perdas 14.1 ESCOLHA DAS BOMBAS Inicialmente, necessrio apresentar a classificao das bombas antes da sua escolha. - CLASSIFICAO DAS BOMBAS De um modo geral as bombas se classificam em: a) Volumtricas: embolo ou pisto; rotativas (de engrenagem e de palhetas); b) Escoamento: centrfugas ou axiais; c) Diversas: injetoras, de ar comprimido, e outras. - ESCOLHA DA BOMBA Em geral, nos edifcios e outras instalaes, utiliza-se bombas centrfugas. Para isso, so necessrios: vazo, altura manomtrica e o rendimento (50% a 60%), considerando que: H manomtrico = H suco + perdas + H recalque + perdas Para obter Hperdas necessrio determinar o comprimento (L) virtual da tubulao. Lvirtual = L real da tubulao + L perdas Para calcular as perdas so necessrios os diametros da seo e recalque, calculados entrando com a vazo em m3/h e horas de funcionamento, no baco (4) abaixo:

Entrando com os dados no baco acima, obtm-se D recalque e assim o D suco, que a medida comercial imediatamente acima. Lembra-se que essas informaes foram passadas no item 9. instalaes de recalque, desse material de estudo. Ex: D Recalque = 2 => D suco 2 A capacidade normal da bomba deve atender 20% do consumo dirio, da resultando 5 horas dirias de funcionamento. Com o dimetro e a vazo, obtm-se a perda unitria (J = m/m) atravs do Abaco (2) ou (3), que depender do tipo de tubulao (2 - ao galv/Fefo ou 3 PVC/cobre). Ento: Hp = J x Lv POTENCIA DO MOTOR: A potncia do conjunto elevatrio calculada pela expresso: P= Em que:

.Q.H m 75 .P = potncia da bomba em cavalos-vapor (CV) Q = vazo, m3/h Hm = altura manomtrica total, m = peso especfico da gua = 1000 kgf/m3 = b. m b = rendimento da bomba m = rendimento do motor

Exemplo: Desejamos dimensionar a instalao de bombeamento de um edifcio residencial, 10 (dez) pavimentos. Dados: Consumo dirio: 60.000 litros; Altura esttica da suco: 2,0m; Comprimento desenvolvido da suco: 3,0m; Altura esttica recalque: 40,0m; Comprimento desenvolvido no recalque: 61,0m Peas de suco 1 valvula de p 1 curva de 90 2 cotovelos curtos (joelhos) 1 t de sada bilateral 2 registros de gaveta (abertos) Obs: toda tubulao de ao galvanizado e as conexes so de ferro malevel classe 10. Clculo do Dimetro 2 metodologias: clculo (instalaes de recalque) ou do baco (4) Peas de recalque 1 vlvula de reteno (leve) 5 cotovelos curtos 1 sada de canalizao

60m3/h / 5 = 12 m3 /h... logo, no baco (4) considerando as 5 horas temos como o dimetro do recalque 2... ento, o dimetro de suco de 2 Q = 12 m3/h = 3,34 l/s Clculo dos comprimentos equivalentes (LE) Peas de suco (2 ) 1 valvula de p = 17,0 1 curva de 90 = 1,68 2 cotovelos curtos (joelhos) = 2 x 2,35 = 4,7 1 t de sada bilateral = 4,16 2 registros de gaveta (abertos) = 2x0,4 = 0,8 Total: 28,34m Total: 16,1m Peas de recalque (2) 1 vlvula de reteno (leve) = 5,2 5 cotovelos curtos = 5 x 1,88 = 9,4 1 sada de canalizao = 1,5

Comprimento total = LE + compr. Desenvolvido suco = 28,34 + 3 = 31,34m Comprimento total = LE + compr. Desenvolvido recalque = 16,1 + 61 = 77,1m Perda de carga: Suco: D 2 Q = 3,34 l/s ... baco (2) : J= 0,03 m/m Recalque: D 2 Q = 3,34 l/s ... baco (2) : J= 0,09 m/m V = 1,0 m/s V = 1,5 m/s

Altura relativa as perdas na suco: Hp = 0,03 x 31,34 = 0,91m Altura relativa as perdas no recalque: Hp = 0,09 x 77,1 = 6,94m Altura representativa da velocidade: Hv = V2 / 2g = 1 / 2x9,81 = 0,05m Altura manomtrica na suco: Hms = 2 + 0,91 + 0,05 => Hms = 2,96m Altura manomtrica no recalque: Hmr = 40 + 6,94 => Hmr = 46,94m Altura manomtrica total : 2,96 + 46,94 = 49,9m Potencia do motor P=

.Q.H m 75 .

P = 1000 x 49,9 x 12 / 75 x 0,5 x 3.600 = 4,43 CV .... 5 CV.

Referncias Bibliogrficas:

- ALMEIDA: Instalaes de gua fria notas de aula; Unisuam, 2005 - BOHN, A Ricardo: Instalaes prediais de gua fria; UFSC-DEC; 2008 - CREDER, Helio: instalaes hidrulicas e sanitrias. LTC; RJ, 2003; - GHISI, Enedir: Instalaes prediais de gua fria; UFSC, 2004; - MARTINS, J Rodolfo: Instalaes de gua fria notas de aula; Escola Politcnica, 2007; - NBR 5626 instalao predial de gua fria; ABNT, 1998