instalações prediais

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Programático

(CP) 03

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03.1 DIMENSIONAMENTO DOS

ENCANAMENTOS

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4

A distribuição de água para um prédio, partindo de um

reservatório superior de acumulação, é feita por meio de um

sistema de encanamentos que compreende:

a) Barrilete de distribuição. Trata-se de um encanamento que

liga entre si as duas seções do reservatório superior, ou dois

reservatórios superiores, e do qual partem ramificações para as

colunas de distribuição. Com isso se evita fazer a ligação de

uma quantidade grande de encanamentos diretamente ao

reservatório, o que é inconveniente.

b) Colunas de alimentação ou "prumadas de alimentação".

Derivam do barrilete e após um certo trecho na cobertura,

descem verticalmente para alimentar os diversos pavimentos.

c) Ramais. São tubulações derivadas da coluna de alimentação e

que servem a conjuntos de aparelhos.

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e) Sub-ramais. São tubulações que ligam os ramais às peças de

utilização ou aos aparelhos sanitários. Portanto, um ramal pode

alimentar vários subramais.

O dimensionamento de uma rede de distribuição que compreende

subramais, ramais, colunas de alimentação e barrilete segue esta

ordem.

03.1 Sub-ramais

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8

Cada sub-ramal serve a uma peça de utilização ou aparelho

sanitário apenas, e é dimensionado segundo tabelas que foram

elaboradas através de resultados obtidos em ensaios realizados

com os mesmos.

Os fabricantes dos aparelhos em geral fornecem em seus catálogos

os diâmetros que recomendam.para os sub-ramais. Essas

informações são de importância, principalmente no caso de

equipamentos especiais como os de cozinhas, lavanderias,

laboratórios, instalações hospitalares e industriais.

Pode-se utilizar a Tabela 1.8 a seguir, para a escolha do diâmetro

de um sub-ramal.

03.2 Ramais de alimentação

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O dimensionamento de um ramal poderá ser levado a efeito,

conforme se faça uma das suposições seguintes:

a) admitir que há consumo simultâneo de todos os aparelhos.

b) considerar o consumo simultâneo máximo provável dos

aparelhos.

Vejamos as duas hipóteses e as implicações no dimensionamento,

que delas decorrem.

03.2.1 Primeira hipótese: Consumo simultâneo

máximo possível – método dos diâmetros

equivalentes

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Admite-se que os diversos aparelhos servidos pelo ramal sejam

utilizados simultaneamente, de modo que a descarga total no

início do ramal será a soma das descargas em cada um dos sub-

ramais.

Esta hipótese ocorre em geral em instalações de

estabelecimentos onde há horários rigorosos para a utilização

da água, principalmente de chuveiros e lavatórios, como é o

caso de fábricas, estabelecimentos de ensino e quartéis. Aplica-

se a uma casa, em que na cobertura ou forro corre um só ramal

que desce alimentando as peças nos banheiros, cozinha e área

de serviço. É possível que, no caso, funcionem ao mesmo

tempo a descarga do vaso, a pia da cozinha e o tanque de lavar

roupa, por exemplo.

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Para fácil escolha dos diâmetros, toma-se como base ou

unidade, o tubo de 15 mm (1/2") e refere-se a ele os diâmetros

dos demais trechos, de tal modo que a seção do ramal em cada

trecho seja equivalente sob o ponto de vista de escoamento

hidráulico, à soma das seções dos sub-ramais por ele

alimentados.

A Tabela 1.9 dá, para os diversos diâmetros, o número de

encanamentos de 15 mm (1/2"), que seriam necessários para

permitirem a mesma descarga.

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Exemplo:

Dimensionar um ramal alimentando cinco chuveiros e cinco

lavatórios, de um colégio interno.

Já sabemos que neste caso, o consumo nos aparelhos será

simultâneo.

Representemos o ramal na figura a seguir.

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Usando a Tabela 1.8 dos diâmetros de sub-ramais, acha-se para

os lavatórios o diâmetro de 1/2" e para os chuveiros, o de 3/4".

Pela Tabela 1.9 verifica-se que a seção do encanamento de 3/4" é

equivalente a 2,9 vezes a do de 1/2"; que a de 1" é equivalente a

6,2 vezes a do encanamento de 1/2", e assim por diante.

03.2.2 Segunda hipótese: Consumo simultâneo

máximo provável – método da soma dos pesos

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Baseia-se esta hipótese no fato de ser pouco provável o

funcionamento simultâneo dos aparelhos de um mesmo

ramal (salvo os casos previstos na lª hipótese), e em que a

probabilidade de funcionamento simultâneo diminui com o

aumento do número de aparelhos.

Com base no cálculo das probabilidades e em condições

recomendadas pela prática e observadas em grande número de

instalações em perfeito funcionamento, pode-se estabelecer

um fator de utilização para o ramal, pelo qual,

multiplicando-se o valor do consumo máximo possível, se

possa obter o consumo máximo provável dos aparelhos

funcionando simultaneamente.

Cálculo dos ramais e colunas de alimentação

segundo a NBR-5626/82

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Procurando uma solução de fácil aplicação para o

dimensionamento dos ramais e colunas de alimentação para

os prédios, a NBR-5626 adota um método baseado na

probabilidade de uso simultâneo dos aparelhos e peças, onde

não faz distinção quanto à natureza do prédio, tipo de

ocupação e regime de horário.

O método semelhante ao chamado método alemão consiste no

seguinte:

- Atribuem-se "pesos" às várias peças de utilização para

definir suas demandas, como se pode ver na Tabela 1.8 do

livro texto e A.1 da Norma 5626/1998.

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- Somam-se os pesos das diversas peças de utilização:

- Calcula-se a raiz quadrada da soma dos pesos

- Multiplica-se o valor de por um coeficiente de

descarga C, sendo C=0,30 l .s-1

P

P

P

PQ 30,0

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- Pode-se usar o gráfico da Fig. 1.57, a seguir, para obter

diretamente a descarga e o diâmetro em função da soma

dos pesos (P).

Assim, por exemplo:

- P = 40 corresponde a 1,9 l/s

- P = 100 corresponde a 3,0 l/s;

- P = 400 corresponde a 6,0 l/s.

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Observações:

- O peso é função apenas da demanda. Não se leva em

consideração os tempos e os intervalos de funcionamento

dos aparelhos ao estabelecê-lo.

- Pelo processo da Norma nunca se somam vazões (l/s),

mas sim apenas pesos para todos os trechos da rede de

distribuição. Somente depois de determinado o peso

correspondente a um dado trecho é que se passa ao cálculo

da vazão correspondente.

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A Norma 5626 apresenta como sugestão uma planilha de

cálculo de instalações prediais de água fria, e a marcha a

seguir para preenchê-la poderá ser a seguinte:

1) Marca-se o número de cada coluna de água os intervalos

de funcionamento dos aparelhos ao estabelecê-lo.

2) Indica-se os trechos compreendidos entre cada dois

ramais para os vasos, a partir da primeira derivação, que

é a do barrilete: assim, temos: BC; CD; DE etc. na Fig.

1.59.

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3) Soma-se os pesos em cada pavimento. No caso, trata-se

apenas do vaso, cujo peso é 40.

4) Calcula-se os pesos acumulados, contados de baixo para

cima, 40, 80, ... até 480.

5) Calcula-se as vazões correspondentes aos pesos

acumulados, usando o gráfico (Fig. 1.53) ou calculando

pela fórmula

40 => 1,90 ls;

80 => 2,68 l/s;

120 => 3,26 l/s;

E assim por diante.

PQ 30,0

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6) Com os valores das vazões, recorre-se ao ábaco de Fair-

Whipple-Hsiao para a escolha dos diâmetros e

verificação das perdas de carga unitária, Ju. Para isso,

procura-se manter as velocidades abaixo dos limites

estabelecidos pelo item 5.3.34 da norma.

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A Tabela 1.10, indica o que se designa por "pressão estática"

para várias peças de utilização, isto é, elas representam o

desnível da água no reservatório superior em relação à cota

onde se acha a peça considerada.

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A Tabela 1.9, indica o que se designa por "pressão dinâmica"

para várias peças de utilização, e que nos livros de

Hidráulica se chama pressão efetiva, isto é, pressão no ponto

considerado, obtida, deduzindo do desnível topográfico entre

o nível superior da água e o ponto, a altura representativa das

perdas de carga e a altura representativa da velocidade de

entrada no tubo.

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Coluna 1: indica-se a coluna que está se dimensionando.

Coluna 2: registra-se os pavimentos do último ao

primeiro.

Coluna 3: indica-se o trecho que está sendo dimensionado.

Coluna 4: registra-se o peso de cada banheiro tirado da

Tabela 1.8, que no caso é 40.

Coluna 5: é soma acumulada dos peso nos diversos

trechos, de baixo para cima.

Coluna 6-7: com o somatório dos pesos em cada trecho,

calcula-se a vazões e os diâmetros nos trechos com o

auxílio do ábaco da Fig. 1.35.

44

Colunas 8-12: com as vazões e os diâmetros, determinar

as velocidades e perdas de cargas para os diversos trechos

da coluna, observando o limite de velocidade de 2,5 m/s,

usando o ábaco da Figura 1.35.

Coluna 9: o comprimento de cada trecho é retirado do

projeto.

Coluna 10: é o comprimento equivalente das conexões de

cada trecho.

Coluna 11: é a soma das colunas 9 e 10.

Coluna 13: é a multiplicação das colunas 11 e 12.

Coluna 14: é a pressão disponível no trecho, mais o

desnível entre o início e final do trecho, menos a perda de

carga do trecho.

45

Exercício proposto 1: dimensione os sub-ramais e

ramais do isométrico representado na figura. Use o

método dos diâmetros equivalentes. Utilizar o PVC

como material.

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Exercício proposto 1

50

Exercício proposto 1

51

Exercício proposto 2: dimensione os sub-ramais e ramais

do isométrico representado na figura. Use o método da

soma dos pesos. Adotar PVC como material.

52

Exercício proposto 2. Resolução:

53

Exercício proposto 2. Resolução:

54

Exercício proposto 2.

Resolução:

55


Peso: 0.5

Peso: 0.5

Peso: 40

Soma dos pesos no trecho I: 1=>f20mm

Soma dos pesos no trecho II: 41=>f40mm

56


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Exercício proposto 3: dimensione a coluna AF4

da figura abaixo, sabendo que esta coluna

alimenta um banheiro coletivo com 2VS e 3LV

em cada pavimento.

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Coluna 1: indica-se a coluna que está se dimensionando.

Coluna 2: registra-se os pavimentos do último ao

primeiro.

Coluna 3: indica-se o trecho que está sendo dimensionado.

Coluna 4: registra-se o peso de cada banheiro tirado da

Tabela 1.8.

Coluna 5: é soma acumulada dos peso nos diversos

trechos, de baixo para cima.

Coluna 6-7: com o somatório dos pesos em cada trecho,

calcula-se a vazões e os diâmetros nos trechos com o

auxílio do ábaco da Fig. 1.35.

Exercício proposto 3: resolução.

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Colunas 8-12: com as vazões e os diâmetros, determinar

as velocidades e perdas de cargas para os diversos trechos

da coluna, observando o limite de velocidade de 2,5 m/s,

usando o ábaco da Figura 1.35.

Coluna 9: o comprimento de cada trecho é retirado do

projeto.

Coluna 10: é o comprimento equivalente das conexões de

cada trecho.

Coluna 11: é a soma das colunas 9 e 10.

Coluna 13: é a multiplicação das colunas 11 e 12.

Coluna 14: é a pressão disponível no trecho, mais o

desnível entre o início e final do trecho, menos a perda de

carga do trecho.

60

Passo 1 => Coluna 1: indica-se a coluna que está se

dimensionando.


61

Passo 2 => Coluna 2: registra-se os pavimentos do último ao

primeiro.


62

Passo 3 => Coluna 3: indica-se o trecho que está sendo

dimensionado.


63

Passo 4 => Coluna 4: registra-se o peso de cada banheiro

tirado da Tabela 1.8.

Por pavimento teremos:

2VS=> 2x40=80

3LV=>3x0.5=1.5

P=80+1.5=81.5

P=81.5


64

Passo 4 => Coluna 4: registra-se o peso de cada banheiro

tirado da Tabela 1.8.


65

Passo 5 => Coluna 5: efetuar a soma acumulada dos peso

nos diversos trechos, de baixo para cima.


66

Passo 6 => Coluna 6: com o somatório dos pesos em cada

trecho, calcula-se a vazões nos trechos com o auxílio da

fórmula:


PQ 3,0

67

Passo 7 => Colunas 7, 8 e 9: com o auxílio do ábaco W-F-H

da Fig. 1.35, calcula-se os diãmetros, as velocidades e perda

de carga nos trechos.


Trecho D-1

V=2,5 m/s;

J=0,095 m/m

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Trecho 1-2

V=2,2 m/s;

J=0,08 m/m

69


Trecho 2-3

V=2,2 m/s;

J=0,08 m/m

70


Trecho 3-4

V=2,2 m/s;

J=0,08 m/m

71


Trecho 4-5

V=2,15 m/s;

J=0,08 m/m

72


Trecho 5-6

V=2,1 m/s;

J=0,08 m/m

73


Trecho 6-7

V=1,95 m/s;

J=0,08 m/m

74


Trecho 7-8

V=1,80 m/s;

J=0,08 m/m

75

Passo 7 => Colunas 7, 8 e 9: com o auxílio do ábaco W-F-H

da Fig. 1.35, calcula-se os diâmetro, as velocidades e perda

de carga nos trechos.


76

Passo 8 => Coluna 10: o comprimento de cada trecho é retirado do

projeto.


77

Passo 9 => Coluna 11: é o comprimento equivalente das conexões

de cada trecho.


Trecho D-1:

1 tê de passagem direta 60mm: 2,4m;

1 tê de saída lateral 60mm: 7,8m;

1 joelho 90º 60mm: 3,7m

1 registro de gaveta de 2 ½”: 0,8m;

Total: 14,70m.

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de cada trecho.


Trechos 1-2 e 2-3:


1 registro de gaveta de 2 ½”: 0,9m;

Total: 8,7m.

Trechos 3-4, 4-5 e 5-6:


1 registro de gaveta de 2”: 0,8m;

Total: 8,4m.

Trechos 6-7 e 7-8:


1 registro de gaveta de 1 1/2”: 0,7m;

Total: 8m.

79


de cada trecho.


80


de cada trecho.


81

Passo 11 => Colunas 13, 14, 15, 16 e 17: é a pressão disponível no

trecho, mais o desnível entre o início e final do trecho, menos a

perda de carga do trecho (pressão à jusante).


82

Passo 12 => Coluna 18: verificação das pressões dinâmicas

mínimas nas peças.


REVISÃO...

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Extraído do livro do Hélio Creder

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Distribuição às peças de utilização

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Dimensionamento do sistema elevatório

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Escolha da bomba de recalque de água

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Dimensionamento de uma pequena rede de abastecimento de água

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instalações prediais

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