INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E PREDIAISProfessora: Engª Civil Silvia Romfim

UNEMATUniversidade do Estado de Mato Grosso

INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA

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• SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA

É formado pelas tubulações, reservatórios, dispositivos de utilização e outros

componentes que permitem o abastecimento de água fria e o uso de cada um dos

pontos de consumo, como: chuveiros, lavatórios, bacias sanitárias, banheiras, etc.

PROJETO

Condições Gerais:

• Elaboração e Responsabilidade Técnica

O projeto das instalações prediais de água fria deve ser feito por

projetista com formação profissional de nível superior, legalmente

habilitado e qualificado.

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PROJETO• Exigências a observar no projeto

As instalações prediais de água fria devem ser projetadas de modo que,

durante a vida útil do edifício que as contém, atendam aos seguintes

requisitos:

a) Preservar a potabilidade da água;

b) Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade

adequada e com pressões e velocidades compatíveis com o perfeito

funcionamento dos aparelhos sanitários, peças de utilização e demais

componentes;

c) Promover economia de água e de energia;

d) Possibilitar manutenção fácil e econômica;

e) Evitar níveis de ruído inadequados à ocupação do ambiente;5

PROJETO• Exigências a observar no projeto

f) Proporcionar conforto aos usuários, prevendo peças de utilização

adequadamente localizadas, de fácil operação, com vazões satisfatórias

e atendendo as demais exigências do usuário.

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PROJETO

• Interação com a concessionária de água

O projetista deve realizar uma consulta prévia à concessionária, visando

obter informações sobre as características da oferta de água no local da

instalação objeto do projeto, inquirindo em particular sobre eventuais

limitações nas vazões disponíveis, regime de variação de pressões,

características da água, constância de abastecimento e outras questões

que julgar relevante.

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PROJETO• Informações preliminares

As seguintes informações devem ser previamente levantadas pelo

projetista:

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Características do consumo predial (volumes, vazõesmáximas e médias, características da água, etc.);

Características da oferta de água (disponibilidade devazão, faixa de variação das pressões, constância doabastecimento, características da água, etc.);

Necessidades de reserva, inclusive para combate aincêndio;

No caso de captação local de água, as características daágua, a posição do nível do lençol subterrâneo e aprevisão quanto ao risco de contaminação.

PROJETO• Alimentador predial

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No projeto do alimentador predial deve-se considerar ovalor máximo da pressão da água proveniente da fontede abastecimento. Características da oferta de água(disponibilidade de vazão, faixa de variação daspressões, constância do abastecimento, característicasda água, etc.)

O alimentador predial deve possuir resistência mecânica adequada para suportar essa pressão.

Além da resistência mecânica, os componentes devemapresentar funcionamento adequado em pressões altas,principalmente no que se refere a ruídos e vibrações,como é o caso da torneira de bóia.

PROJETO• Alimentador predial

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O cavalete, destinado a instalação do hidrômetro, bem

como o seu abrigo devem ser projetados obedecendo às

exigências estabelecidas pela concessionária.

O alimentador predial deve ser dotado, na sua

extremidade a jusante, de torneira de bóia ou outro

componente que cumpra a mesma função.

Tendo em vista a facilidade de operação do

reservatório, recomenda-se que um registro de

fechamento seja instalado fora dele, para permitir sua

manobra sem necessidade de remover a tampa.

PROJETO• Reservatórios: preservação da potabilidade

Os reservatórios de água potável constituem uma parte crítica da

instalação predial de água fria no que diz respeito à manutenção do

padrão de potabilidade. Por este motivo, atenção especial deve ser

dedicada na fase de projeto para a escolha de materiais, para a

definição da forma e das dimensões e para o estabelecimento do modo

de instalação e operação desses reservatórios.

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PROJETO• Reservatórios: preservação da potabilidade

Os reservatórios destinados a armazenar água potável devem preservar

o padrão de potabilidade. Em especial não devem transmitir gosto, cor,

odor ou toxicidade à água nem promover ou estimular o crescimento de

micro-organismos.

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PROJETO• Reservatórios: preservação da potabilidade

O reservatório deve ser construído ou instalado de tal modo que seu

interior possa ser facilmente inspecionado e limpo.

Devendo haver um afastamento, mínimo, de 60 cm entre as faces

externas do reservatório (laterais, fundo e cobertura) e as faces

internas do compartimento.

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PROJETO• Reservatórios: definição da forma e dimensões

A capacidade dos reservatórios de uma instalação predial de água fria deve ser

estabelecida levando-se em consideração o padrão de consumo de água no

edifício e, onde for possível obter informações, a frequência e duração de

interrupções do abastecimento.

O volume de água reservado para uso doméstico deve ser, no mínimo, o

necessário para 24 h de consumo normal na edificação, sem considerar o

volume de água para combate a incêndio, quando for necessário.

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PROJETO• Reservatórios: instalação e estabilidade mecânica

O reservatório pré-fabricado deve ser instalado sobre uma base estável,

capaz de resistir aos esforços sobre ela atuantes.

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PROJETO• Reservatórios: operação

Para facilitar as operações de manutenção, que exigem a interrupção

da entrada de água no reservatório, recomenda-se que seja instalado

na tubulação de alimentação, externamente ao reservatório, um

registro de fechamento ou outro dispositivo ou componente que cumpra

a mesma função.

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PROJETO• Reservatórios: aviso, extravasão e limpeza

Em todos os reservatórios devem ser instaladas tubulações que atendam às

seguintes necessidades:

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Extravasão do volume de

água em excesso do

interior do reservatório,

para impedir a ocorrência

de transbordamento.

Limpeza do reservatório,

para permitir o seu

esvaziamento completo,

sempre que necessário.

PROJETO• Reservatórios: aviso, extravasão e limpeza

Quando uma tubulação de extravasão for usada no reservatório, seu diâmetro

interno deve ser dimensionado de forma a escoar o volume de água em excesso.

Em reservatório de pequena capacidade (por exemplo: para casas unifamiliares,

pequenos edifícios comerciais, etc.), recomenda-se que o diâmetro da

tubulação de extravasão seja maior que o da tubulação de alimentação.

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PROJETO• Rede predial de distribuição

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1) Reservatório: tanque que se destina a

reservar a agua a ser consumida pelos

usuários da edificação. Deve ser coberto

para evitar a entrada de insetos ou sujeira

que possa contaminar a agua.

2) Barrilete: tubulação que sai do

reservatório e se divide em colunas de

distribuição, quando o tipo de

abastecimento e indireto. No

abastecimento direto, pode ser a tubulação

que esta diretamente ligada ao ramal

predial ou a fonte particular de

abastecimento.

3) Coluna de distribuição: tubulação que

deriva do barrilete e se destina a alimentar

os ramais.

PROJETO• Rede predial de distribuição

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4) Ramal: tubulação que deriva da coluna de

distribuição, normalmente na horizontal,

alimentando os sub-ramais.

5) Sub-ramal: trecho de tubulação que liga o

ramal aos pontos de utilização.

6) Dispositivos de controle: componentes

como registros de pressão e válvulas que

controlam a vazão e/ou a passagem da agua,

sendo instalados nas colunas de distribuição,

ramais e sub-ramais.

7) Dispositivos ou peças de utilização: são os

registros e torneiras de banheiros, cozinhas,

áreas de serviço e outros ambientes

semelhantes, que nos permitem utilizar a

agua, sendo conectados aos sub-ramais.

PROJETO

• Rede predial de distribuição

Para possibilitar a manutenção de qualquer parte da rede predial de

distribuição, dentro de um nível de conforto previamente estabelecido deve ser

prevista a instalação de registros de fechamento. Particularmente,

recomenda-se o emprego de registros de fechamento:

a) no barrilete, posicionado no trecho que alimenta o próprio barrilete;

b) na coluna de distribuição, posicionado a montante do primeiro ramal;

c) no ramal, posicionado a montante do primeiro sub-ramal.

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PROJETO

• Dimensionamento

O dimensionamento das instalações prediais de agua fria envolve basicamente

duas etapas:

1. DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO

2. DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO

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PROJETO

• Dimensionamento dos Reservatórios

Reservatórios Inferior e Superior

A função da caixa d’agua é ser um reservatório para dois dias de

consumo (por precaução, para eventuais faltas de abastecimento

publico de agua), sendo que o reservatório inferior deve ser 3/5 e o

superior 2/5 do total de consumo para esse período. No caso de

prédios, ainda deve-se acrescentar de 15 a 20% desse total para reserva

de incêndio.

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PROJETO

• Dimensionamento dos Reservatórios

Exemplo:

Determinar a capacidade da caixa d’agua de uma residência que irá

atender 5 pessoas?

De acordo com a tabela de

estimativa de consumo predial

diário, uma pessoa consome em

média 150 litros de agua por dia.

Este dado pode ser obtido através

da tabela AF 01:

Logo:

5 pessoas x 150 l = 750 litros

750 l x 2 dias = 1500 litros

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PROJETO

• Dimensionamento dos Reservatórios

Obs:

Quando não se tem o número de pessoas que irão habitar na residência,

devemos usar os dados da tabela AF-2.

PROJETO• Dimensionamento das tubulações

Cada tubulação deve ser dimensionada de modo a garantir abastecimento de

água com vazão adequada, sem incorrer no superdimensionamento.

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PROJETO

• Dimensionamento das tubulações

A instalação predial de água fria deve ser dimensionada de modo que a vazão de

projeto estabelecida na tabela 1 seja disponível no respectivo ponto de

utilização, se apenas tal ponto estiver em uso.

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PROJETO

• Esquematização da instalação

Esquemas, isométricos ou não, ou projeções da rede predial de distribuição,

devem ser preparados.

Esses desenhos devem ser feitos em escala, com vistas a facilitar a

determinação de cotas e de comprimentos de tubos.

Utilizando números ou letras, identificar cada nó (derivação de tubos) e cada

ponto de utilização (ou outra extremidade qualquer) da rede, em sequência

crescente de montante para jusante.

Os trechos de tubulação a serem dimensionados devem ser identificados, então,

por um número ou uma letra correspondente à entrada do trecho (montante) e

por outro número ou outra letra correspondente à saída do trecho (jusante).

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PROJETO

• Esquematização da instalação

29

PROJETO

• Vista por cômodos

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31

Dimensionamento das Tubulações de Água Fria

As primeiras informações que precisamos saber para o dimensionamento das

tubulações de agua fria são:

1. O número de peças de utilização que esta tubulação ira atender;

2. A quantidade de água (vazão) que cada peca necessita para funcionar

perfeitamente.

PROJETO

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• Exemplo:

Determinar os diâmetros das tubulações da instalação da figura a seguir, que

ilustra uma instalação hidráulica básica de uma residência.

Considerar o pé direito da edificação igual a 3,00m.

1,00m

• ROTEIRO DE DIMENSIONAMENTO

No cálculo da velocidade no passo 5º,

usar a expressão

onde:

v é a velocidade, em metros por segundo;

Q é a vazão estimada, em litros por segundo;

d é o diâmetro interno da tubulação, em milímetros.

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Solução:

01 – Esquema isométrico com a divisão desse sistema em vários trechos:

02 – Identificação dos trechos da rede: AB, BC, DE, EF e FG.

O calculo deve ser iniciado partindo do reservatório, ou seja, trechos AB e DE.

Iniciar calculando o trecho AB e os ramais que o mesmo atende.

Trecho AB

03 - A vazão que passa por esse trecho é correspondente a soma dos pesos

de todas as peças alimentadas por esta tubulação.

Portanto, a vazão de água que passa pelo trecho AB (1º barrilete),

corresponde ao peso da válvula de descarga que atende o vaso sanitário.

Olhando na Tabela A.1, encontramos o peso relativo de 32.

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Tabela A.1

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PROJETO• Planilha

Os cálculos necessários devem ser feitos através de uma planilha.

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AB 32

04 –Calcular a vazão estimada para cada trecho por meio da equação:

38

AB 32

Q = 0,3 32 Q = 1,697 L/s

1,697

05 – Selecionar o diâmetro interno da tubulação de cada trecho com auxilio do

ábaco de luneta.

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AB 32 1,697 40

32

05 – Considerando que a velocidade da água não deva ser superior a 3m/s.

Registrar o valor da velocidade e o valor da perda de carga unitária de cada

trecho, utilizando a equação seguinte:

40

AB 32 1,697 40 0,538

J = 8,69 X 106 X 1,697171,75 X 40-4,75 J = 0,538Kpa/m

05 – Considerando que a velocidade da água não deva ser superior a 3m/s.

Registrar o valor da velocidade de cada trecho, utilizando a equação seguinte:

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AB 32 1,697 40 0,538

V = 4 X 10³ X 1,697 X 𝜋−1 40-2 V = 1,35 m/s

No cálculo da velocidade no passo 5º,

usar a expressão

onde:

v é a velocidade, em metros por segundo;

Q é a vazão estimada, em litros por segundo;

d é o diâmetro interno da tubulação, em milímetros.

V = 1,35 m/s < 3,00 𝑚/𝑠 OK!

1,35

42

AB 32 1,697 40 0,5381,35

06 – Determinar a diferença de cota entre a entrada e a saída do trecho,

considerando positiva quando a entrada tem cota superior à da saída e negativa

quando em caso contrário.

1,00m Diferença de cota:

Dc = 1,00 + 3,00 - 0,37

Dc = 3,63m

3,63

43

AB 32 1,697 40 0,5381,35

07 – Determinar a pressão disponível na saída de cada trecho, somando ou

subtraindo a pressão residual na sua entrada o valor do produto da diferença de

cota pelo peso específico da água (10kN/m³).

3,63

Pressão Disponível:

3,63 X 10 = 36,3 kPa

36,3

44

AB 32 1,697 40 0,5381,35

08 – Medir o comprimento real do tubo que compõe o trecho considerado.

3,63

Comprimento da tubulação:

Lreal trecho= 1,50 + 2,63

Lreal = 4,13m

4,1336,3

Comprimento da

tubulação da saída

da caixa d’agua

ate a coluna.

45

AB 32 1,697 40 0,5381,35

09 – Determinar o comprimento equivalente de cada trecho somando ao

comprimento real os comprimentos equivalentes das conexões.

3,63

Comprimento equivalente da tubulação:

Lconexões Trecho = cotovelo 90º - 40mm = 3,2m

Lcon. = 3,20 m

Leq. = Lreal + Lcon.

Leq. = 7,33 m

4,13 7,3336,3

46

AB 32 1,697 40 0,5381,35

10 – Determinar a perda de carga de cada trecho multiplicando os valores das

colunas 6 e 10.

3,63

Perda de Carga = Perda de Carga unitária x Leq.

Perda de Carga = 0,538 x 7,33

Perda de Carga = 3,94kPa

4,13 7,33 3,9436,3

AB 32 1,697 40 0,5381,35

11 – Determinar a perda de carga provocada por registros e outras singularidades

dos trechos.

3,63 4,13 7,33 3,94 -

Não há registro no trecho considerado!

36,3

AB 32 1,697 40 0,5381,35

12 – Obter a perda de carga total de cada trecho, somando os valores das

colunas 11 e 12 da planilha.

3,63 4,13 7,33 3,94 - 3,9436,3

AB 32 1,697 40 0,5381,35

13 – Determinar a pressão disponível residual na saída de cada trecho,

subtraindo a perda de carga total (coluna 13) da pressão disponível (coluna 8).

3,63 4,13 7,33 3,94 - 3,94

Pressão disponível residual:

36,3 – 3,94 = 32,36kPa

36,3 32,36

AB 32 1,697 40 0,5381,35

14 – Se a pressão residual for menor que a pressão requerida no ponto de

utilização, ou se a pressão for negativa, repetir os passos 5º ao 13°,

selecionando um diâmetro interno maior para a tubulação de cada trecho.

3,63 4,13 7,33 3,94 - 3,9436,3 32,36 15,00

52

Conclusão:

O diâmetro adotado para o trecho pode ser utilizado com

tranquilidade pelo projetista, pois atende satisfatoriamente a

pressão requerida no ponto de utilização.

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PROJETO

• Planilha: definições

Os seguintes dados e operações devem ser considerados na execução da

planilha:

a) Trecho: identificação do trecho de tubulação a ser dimensionado,

apresentando à esquerda o número ou letra correspondente à sua entrada e

à direita o número ou letra correspondente à sua saída (ver coluna 1);

b) Soma dos pesos: valor referente à somatória dos pesos relativos de todas as

peças de utilização alimentadas pelo trecho considerado (ver coluna 2);

c) Vazão estimada, em litros por segundo: valor da vazão total demandada

simultaneamente, obtida pela equação apresentada em A.1.2 (ver coluna 3);

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PROJETO

• Planilha

d) diâmetro, em milímetros: valor do diâmetro interno da tubulação (ver

coluna 4);

e) velocidade, em metros por segundo: valor da velocidade da água no

interior da tubulação (ver coluna 5);

f) perda de carga unitária, em quilopascal por metro: valor da perda de

carga por unidade de comprimento da tubulação, obtida pelas equações

apresentadas em A.2.1, conforme o tipo de tubo empregado (ver coluna 6);

g) diferença de cota (desce + ou sobe -), em metros: valor da distância

vertical entre a cota de entrada e a cota de saída do trecho considerado,

sendo positiva se a diferença ocorrer no sentido da descida e negativa se

ocorrer no sentido da subida (ver coluna 7);55

PROJETO

• Planilha

h) pressão disponível, em quilopascals: pressão disponível na saída do trecho

considerado, depois de considerada a diferença de cota positiva ou negativa

(ver coluna 8);

i) comprimento real da tubulação, em metros: valor relativo ao

comprimento efetivo do trecho considerado (ver coluna 9);

j) comprimento equivalente da tubulação, em metros: valor relativo ao

comprimento real mais os comprimentos equivalentes das conexões (ver

coluna 10);

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PROJETO

• Planilha

k) perda de carga na tubulação, em quilopascals: valor calculado para perda

de carga na tubulação no trecho considerado (ver coluna 11);

l) perda de carga nos registros e outros componentes, em quilopascals: valor

relativo da perda de carga provocada por registros, válvulas e outras

singularidades ocorrentes no trecho considerado, obtida conforme A.2.3 e

A.2.4 para registros e hidrômetros (ver coluna 12);

m) perda de carga total, em quilopascals: soma das perdas de carga

verificadas na tubulação e nos registros e outros (ver coluna 13);

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PROJETO

• Planilha

n) pressão disponível residual, em quilopascals: pressão residual, disponível

na saída do trecho considerado, depois de descontadas as perdas de carga

verificadas no mesmo trecho (ver coluna 14);

o) pressão requerida no ponto de utilização, em quilopascals: valor da

pressão mínima necessária para alimentação da peça de utilização prevista

para ser instalada na saída do trecho considerado, quando for o caso (ver

coluna 15).

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Detalhe Isométrico (por cômodo)

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60

Vista (por cômodo)

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Detalhe Caixa d’água

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BIBLIOGRAFIA BÁSICA

MACINTYRE, Archibald Joseph. Instalações Hidráulicas Prediais e

Industriais. 4 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010.

CREDER, H. Instalações hidráulicas e sanitárias. Rio de Janeiro: LTC, 1999.

Carvalho Jr., R. de. Instalações Hidráulicas e o projeto de arquitetura. 2ª

Ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2009.

CEG. Regulamento de Instalações Prediais (RIP). Regulamento Aplicado às

Instalações Prediais de Gás Canalizado e à Medição e Faturamento dos

Serviços de Gás Canalizado,1997.

Manual Técnico Tigre. Orientações Técnicas sobre Instalações

Hidráulicas Prediais. 5ª. Ed. Joinvile, 2013

NBR 5626/1998 - Instalações Prediais de Água Fria

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