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Prof. Guilherme Nanni

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7º Semestre

Engenharia civil

AULA 05

INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS

DIMENSIONAMENTO SISTEMA ÁGUA FRIA

ALIMENTADOR PREDIAL

SISTEMA DIRETO Cálculos conforme o das canalizações de água fria

SISTEMA INDIRETO E MISTO Abastecimento contínuo do reservatório por uma vazão suficiente para suprir o consumo diário ÷24h.

𝑄𝑚𝑖𝑛 =𝐶𝑑

86.400 Qmin: vazão mínima (L/s)

Cd: consumo diário (L)


ALIMENTADOR PREDIAL

• Adota-se, na prática, a velocidade entre 0,60 e 1,0 m/s;

• Utilizar os ábacos de Fair-Whipple-Hsiao para determinar o diâmetro em tubulações lisas ou rugosas.

• O alimentador predial tem o mesmo diâmetro do ramal predial;

• As concessionárias adotam, geralmente, o diâmetro de 25 mm (3/4”) para o ramal predial.


TUBULAÇÃO DE LIMPEZA

• Função do tempo requerido para o esvaziamento da câmara ou reservatório.

S: seção do conduto de descarga (m²) A: área em planta de um compartimento (m²) t: tempo de esvaziamento (≤ 2 horas) h: altura inicial de água (m)

𝑆 =𝐴

4.850 ∙ 𝑡∙ ℎ


TUBULAÇÃO DE LIMPEZA

• Deve se evitar diâmetros menores que 32 mm, pois o lodo acumulado no fundo do reservatório pode, eventualmente, entupir a tubulação.


EXTRAVASOR

• Adota-se um diâmetro comercial imediatamente superior ao do diâmetro do alimentador predial ou da tubulação de recalque.

Por exemplo: Alimentador predial: D = 25 mm Extravasor: D = 32 mm


SISTEMA ELEVATÓRIO

• Tubulação de recalque: Equação de Forchheimer

𝐷𝑟 = 1,3 ∙ 𝑄𝑟 ∙ 𝑋4

Dr: diâmetro nominal (m) Qr: vazão da bomba (m³/s) X : nº de horas do funcionamento da bomba por dia h: horas de funcionamento da bomba no período de 24 horas

𝑋 =ℎ

24


SISTEMA ELEVATÓRIO

• Tubulação de recalque: Equação de Forchheimer

Qr: vazão da bomba (m³/s) CRs: capacidade do reservatório superior h: horas de funcionamento da bomba <1h para pequenos reservatórios <6h para grandes reservatórios

𝑄𝑟 =𝐶𝑅𝑠

ℎ


SISTEMA ELEVATÓRIO

• Tubulação de sucção:

Adota-se um diâmetro comercial imediatamente superior ao diâmetro da tubulação de recalque.


BOMBAS CENTRÍFUGAS

• É necessário conhecer a vazão e a altura manométrica.

𝐻𝑚𝑎𝑛 (𝑠𝑢𝑐) = 𝐻𝑒𝑠𝑡.(𝑠𝑢𝑐) + ∆ℎ(𝑠𝑢𝑐)

𝐻𝑚𝑎𝑛 (𝑟𝑒𝑐) = 𝐻𝑒𝑠𝑡.(𝑟𝑒𝑐) + ∆ℎ(𝑟𝑒𝑐)

𝐻𝑚𝑎𝑛 (𝑡𝑜𝑡) = 𝐻𝑚𝑎𝑛 (𝑠𝑢𝑐) + 𝐻𝑚𝑎𝑛 (𝑟𝑒𝑐)


• Consultar tabelas para seleção de bombas, fornecida nos catálogos de fabricantes.

• Exemplo:


SUB-RAMAIS

• Adotar diâmetros mínimos sugeridos pelos fabricantes das peças.

Peças de utilização Diâmetros

DN (mm) Ref. (pol)

Aquecedor de alta pressão 20 1/2

Aquecedor de baixa pressão 25 3/4

Banheira 20 1/2

Bebedouro 20 1/2

Bidê 20 1/2

Caixa de descarga 20 1/2


Peças de utilização Diâmetros

DN (mm) Ref. (pol)

Chuveiro 20 1/2

Filtro de pressão 20 1/2

Lavatório 20 1/2

Máquina de lavar pratos ou roupas 25 3/4

Mictório autoaspirante 32 1

Mictório não aspirante 20 1/2

Pia de cozinha 20 1/2

Tanque de despejo ou de lavar roupas 25 3/4

Válvula de descarga 40 1 1/4


RAMAIS

• Feito trecho a trecho; • Obtém-se os pesos na tabela de pesos relativos

dos pontos de utilização; • Somam-se os pesos das peças e obtém-se o

peso dos trechos correspondentes; • Utiliza-se o ábaco simplificado (somatórios de 0

a 100) no caso de pequenas instalações ou o Normograma de pesos, vazões e diâmetros, no caso de construções verticais.

RAMAIS

Normograma de pesos, vazões e diâmetros.


MÉTODO DO CONSUMO MÁXIMO POSSÍVEL

• Considera o uso de todas as peças de utilização atendidas por um mesmo ramal, ao mesmo tempo.

• Considerado em locais onde a utilização de peças é simultânea, por exemplo, quartéis, escolas, estabelecimentos industriais.


a) Utiliza-se como referência a tubulação de 20 mm (1/2”), a partir da qual todos os demais diâmetros são referidos, apresentando-se com seções equivalentes.

b) Adota-se os diâmetros mínimos dos sub-ramais a partir da tabela de diâmetros mínimos dos sub-ramais.



c) Somam-se as seções equivalentes ao longo dos trechos considerados, obtendo-se as seções equivalentes de cada trecho, com uso da tabela de seções equivalentes.

d) Determinam-se os diâmetros dos sub-ramais a partir da tabela de seções equivalentes.



Seções equivalentes

Diâmetros (pol)

Diâmetros DN (mm)

Nº de tubos de 20 mm com a mesma capacidade

1/2 20 1

3/4 25 2,9

1 32 6,2

1 1/4 40 10,9

1 1/2 50 17,4

2 60 37,8

2 1/2 75 65,5

3 85 110,5

4 110 189

EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO

Dimensionar os ramais do detalhe isométrico representado a seguir pelo método do consumo máximo possível.

AF

A

B C

D E F

G

LV LV

CH

LV

CH CH

EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO

Trechos Seção equivalente Seção acumulada DN (mm)

F - G 1 1 20

E – F 1 2 25

D – E 1 3 32

C – D 1 4 32

B – C 1 5 32

A - B 1 6 32

D mín. para lavatórios e chuveiros = 20 mm Seção equivalente = 1


MÉTODO DO CONSUMO MÁXIMO PROVÁVEL

• Utilizado em construções verticais (residenciais e comerciais, hotéis, hospitais etc.).

• Por razões de economia é usual estabelecer como provável uma demanda simultânea de água menor do que a máxima possível: teoria das probabilidades ou experiência acumulada na observação de instalações similares.



• TEORIA DAS PROBABILIDADES (pesos): A vazão máxima provável poderá ser determinada com a aplicação da seguinte fórmula:

𝑄 = 0,3 ∙ ∑𝑃

Q: vazão estimada na seção considerada (L/s) ∑P: soma dos pesos relativos de todas as peças de utilização alimentadas pela tubulação considerada

Normograma de pesos, vazões e diâmetros.


DIMENSIONAMENTO DAS COLUNAS

• Realizado trecho a trecho, pelo somatório dos pesos.

• As colunas podem ter dois ou mais trechos com diâmetros diferentes, pois a vazão de distribuição reduz à medida que atinge os pavimentos inferiores.

EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DAS COLUNAS

• Calcular os diâmetros dos trechos das colunas AF-1 e AF-2 de um edifício de dez pavimentos, sabendo-se que as colunas AF-1 e AF-2 alimentam dez banheiros e dez cozinhas, respectivamente.

• Sabe-se que cada banheiro possui: um lavatório, uma bacia sanitária com caixa de descarga, uma ducha higiênica e um chuveiro. Cada cozinha possui uma torneira de pia e uma lavadora de pratos.

Banheiro Pesos

1 lavatório 0,3

1 BS c/ caixa de descarga 0,3

1 ducha higiênica 0,4

1 chuveiro 0,4

TOTAL 1,4

Cozinha Pesos

1 torneira de pia 0,7

1 lavadora de pratos 1,0

TOTAL 1,7

COLUNA AF-1 (banheiros)

Trechos Pesos D (mm)

A – C 14 40

C – D 12,6 32

D – E 11,2 32

E – F 9,8 32

F – G 8,4 32

G – H 7,0 32

H – I 5,6 32

I – J 4,2 32

J – K 2,8 25

K – L 1,4 25

COLUNA AF-2 (cozinhas)

Trechos Pesos D (mm)

B – M 17 40

M – N 15,3 40

N – O 13,6 32

O – P 11,9 32

P – Q 10,2 32

Q – R 8,5 32

R – S 6,8 32

S – T 5,1 32

T – U 3,4 25

U - V 1,7 25

DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE

• Dimensionado trecho a trecho • Deve ser verificada a pressão em pontos críticos

PONTOS CRÍTICOS EM RESIDÊNCIAS • Pressão estática não gera problemas.

• É necessário verificar a Pressão Dinâmica no ponto mais desfavorável geometricamente: CHUVEIRO (PD ≥ 1 m.c.a. = 10 kPa).

VERIFICAÇÃO DA PRESSÃO

PONTOS CRÍTICOS EM EDIFÍCIOS COM VÁRIOS PAVIMENTOS Pontos de pressão mínima: • encontro do barrilete e a coluna mais distante

(PD≥ 0,5 m.c.a.) • Chuveiro do último pavimento (PD ≥ 1 m.c.a.)

• Pontos de pressão máxima nos pavimentos mais baixos ( PE ≤ 40 m.c.a.)

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