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Faculdade de Tecnologia Departamento de Engenharia Civil e Ambiental Disciplina: Sistemas Hidráulicos Prediais Professora Cláudia M. C. Gurjão Projeto de Instalações Hidro-Sanitárias 07/07/2011 Adriel Rocha Lopes – 08/23112

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Faculdade de Tecnologia

Departamento de Engenharia Civil e Ambiental

Disciplina: Sistemas Hidráulicos Prediais

Professora Cláudia M. C. Gurjão

Projeto de Instalações Hidro-Sanitárias

07/07/2011

Adriel Rocha Lopes – 08/23112

Yuri Paula Leite Paz – 08/42923

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1. Introdução

A água é de importância extrema para desenvolvimento e permanência da vida na terra. Historicamente, a fixação do homem, a partir da perda de seu caráter nômade, tem-se dado em regiões onde há abundância de água e alimentos como fonte de energia para o seu metabolismo além da prevenção de doenças dada a importância da água para o saneamento.

Com o aumento das populações e sua concentração em cidades, o transporte de água se tornou essencial para o desenvolvimento de qualquer comunidade. Classicamente, este transporte se dá pelo sistema de abastecimento de água que envolve captação em corpo hídrico, estação elevatória de água bruta, adutora de água bruta, estação de tratamento de água(ETA), estação elevatória de água tratada caso necessário, adutora de água tratada, reservatório e rede de distribuição conforme a Figura 1.

Figura 1: Componentes de um sistema de abastecimento de água.

Como o homem é um ser esbanjador, se fez essencial também a necessidade do transporte de seus dejetos bem como da água de lavagem e outras águas que, se acumuladas ou despejadas em locais próximos, podem gerar a proliferação de doenças.

Assim, em cidades maiores se fez necessário também o estabelecimento de uma rede de esgotamento sanitário com o objetivo de facilitar o tratamento e disposição final adequada das águas provenientes de resíduos do consumo.

Geralmente, após a saída do esgoto da edificação, este é transportado por gravidade pela rede até uma estação elevatória. Em seguida o esgoto é levado para a estação de tratamento de esgoto (ETE) para que certos padrões sejam atingidos e o esgoto tratado possa ser disposto no corpo hídrico receptor sem causar grandes danos ao ambiente.

A Figura 2 mostra um esquema representativo dos caminhos percorridos pela água desde a captação até a disposição final do esgoto tratado.

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Figura 2: A água desde a captação até a disposição final do esgoto tratado

Outra conseqüência do estabelecimento do homem em cidades é a impermeabilização do solo que faz com que, da água precipitada, uma quantia considerável não consiga infiltrar e escoe superficialmente. O escoamento superficial por ter maior velocidade, acentua os picos de cheia dos rios aumentando a freqüência e intensidade das enchentes.

Se o escoamento da água de chuva se der a céu aberto, outra conseqüência preocupante será a proliferação de doenças já que a qualidade de uma água após passar pelas ruas da cidade pode ser comparável ou muitas vezes pior que a água de esgotamento sanitário.

Essa característica da qualidade da água de drenagem faz com que muitos países adotem sistemas com coletores mistos e coletem e tratem a água de chuva assim como fazem com o esgoto. No Brasil, no entanto, optou-se por utilizar o sistema separador completo. Ou seja, a água pluvial em nosso país é coletada e transportada em coletor individual até chegar a seu destino final.

Para evitar os problemas oriundos do escoamento das águas de chuva, a concepção clássica de drenagem urbana visava à proteção da cidade pelo aumento da velocidade do escoamento e a rápida transferência da água para jusante o que muitas vezes gerava problemas muito piores para as comunidades instaladas rio a baixo.

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Por isso, nas últimas décadas houve uma tendência clara de mudança de concepção da drenagem urbana. Agora há uma grande preocupação em diminuir o volume de água proveniente de drenagem por meio de elementos que possibilitem sua infiltração, além de amortecer os picos de vazão dos rios com a instalação de reservatórios de retenção ou detenção.

No Brasil, estas novas soluções ainda acontecem com pouca freqüência, mas percebe-se a tendência que tende a crescer a medida que cresce a preocupação acerca do impacto ambiental gerado por cidades.

1.1 Instalações Prediais de Água Fria

A partir da rede de distribuição, para chegar ao consumo final, é necessário que cada unidade de consumo tenha ligação com a rede feita a partir do chamado ramal predial que é diretamente conectado a um medidor de vazão. A partir do medidor, tem-se o início das instalações prediais de água fria.

A fonte de abastecimento pode ser privada quando não há uma rede pública de distribuição. Nestes casos deve-se ter atenção especial à qualidade da água utilizada. Também é comum a utilização de água de fonte privada apenas para combate a incêndio, lavagem de pisos ou em jardins e a da rede de distribuição para os fins considerados mais nobres.

Portanto, entende-se por instalações prediais de água fria o conjunto de tubulações, conexões e aparelhos sanitários (componentes destinados ao uso da água ou recebimento de dejetos) que levam a água do ramal predial à habitação ligando a água distribuída a seu consumo final.

O dimensionamento das instalações prediais, para ser considerado efetivo, deve garantir o abastecimento de água em quantidades suficientes, de forma contínua, com pressão e velocidade adequada para o uso preservando sua qualidade e considerando o conforto dos usuários com relação a ruído, acessibilidade e economia.

Para garantir o atendimento dos requisitos de dimensionamento destas instalações, a norma “NBR 5626:1998 – Instalação Predial de Água Fria” deve ser sempre atendida e considerada em cada projeto.

Desta forma, este trabalho objetiva a melhor compreensão dos fatores considerados no dimensionamento de instalações prediais de água fria com a prática de um projeto proposto à luz da NBR 5626:1998 para uma residência de dois andares, com dois quartos sociais, um banheiro, cozinha, área de serviço e garagem.

As exigências e informações do projeto são os listados a seguir:

Consumo diário per capita para a quadra em questão: 200 litros de água fria por dia. Diâmetro mínino do ramal alimentador: 25 mm A reserva do reservatório não pode ser inferior a 1000 litros. A tubulação será de PVC soldável classe 15.

1.2 Instalações Prediais de Esgoto Sanitário ou Esgoto Doméstico

O objetivo das instalações de esgoto sanitário, conforme já citado na introdução, é o de coletar e afastar da edificação o resíduo líquido proveniente do uso dos aparelhos sanitários para fins higiênicos propiciando uma destinação adequada ocorra.

A destinação pode ser o coletor público, se houver, ou um dispositivo adequado como, por exemplo, uma fossa séptica. No caso de despejo em um coletor público, este deve conduzir, conforme necessidade, a uma estação de tratamento de esgoto que promoverá adequação da qualidade da água residuária com o seu destino final.

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A partir dos aparelhos de uso da água, são dispostos os elementos de projeto que visam permitir o rápido escoamento do esgoto, permitir manutenção e desobstrução das peças do sistema e gerar conforto ao usuário uma vez que não pode permitir desprendimento de gases mal cheirosos e passagens de animais para o interior da edificação.

Para que haja bom funcionamento com relação à higiene, à segurança e ao conforto do usuário, a norma “NBR 8160:1999 – Sistemas Prediais de Esgoto Sanitário – Projeto e Execução” determina as exigências que devem ser atendidas tanto no projeto, como na a execução, no ensaio e na manutenção de um sistema predial domiciliar ou comercial de esgoto sanitário.

No presente trabalho, para a mesma residência e a partir do projeto de água fria, projetar-se-á também as instalações de esgotamento sanitário atendendo aos requisitos da norma.

1.3 Instalações Prediais de Águas Pluviais

O sistema de águas pluviais é responsável pela condução das águas provenientes das chuvas. Quatro etapas formam o seu sistema de instalação que são coleta, condutores, escoamento superficial e rede de coleta. A água pluvial do telhado é conduzida por peças como as calhas, os rufos, os rincões e os funis. Já no quintal, o recolhimento de águas pluviais é feito por meio de ralos e caixas com grelhas ou bocas de lobo. Deve-se saber que o sistema que fará o escoamento das águas pluviais deve obrigatoriamente ser colocado separadamente das tubulações de esgoto.

Os objetivos do projeto de instalação de água pluvial são:

Permitir recolher e conduzir as águas da chuva até um local adequado e permitido.

Conseguir uma instalação perfeitamente estanque. Permitir facilmente a limpeza e desobstrução da instalação. Permitir a absorção de choques mecânicos. Permitir a absorção das variações dimensionais, causadas por variações

térmicas bruscas. Ser resistente às intempéries e à agressividade do meio (marisia da orla

marítima). Escoar a água sem provocar ruídos excessivos. Resistir aos esforços mecânicos atuantes na tubulação. Garantir que não deforme através de uma boa fixação da tubulação.

Caso não se tenha feito um bom projeto e até mesmo não ter utilizado materiais de boa qualidade, haverá um entupimento nas calhas, como também vazamentos.

2. Revisão Bibliográfica

2.1 Instalações Prediais de Água Fria

Entende-se por água fria toda água à temperatura ambiente. Comumente as instalações de água fria podem ser chamadas de instalações de água potável, mas estas são relativas apenas àquelas que atendem os requisitos de potabilidade da Portaria MS-36. É importante dizer que quando houver instalações de água não potável, o usuário deve ser alertado com sinalização pertinente.

a) Classificação do Sistema de Distribuição de Água Fria

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O sistema de distribuição de água fria em uma edificação pode ser de quatro tipos. No Sistema Direto, conforme representado na Figura 2, todos os componentes do

sistema são abastecidos diretamente da rede pública. O inconveniente deste sistema é que ele não prevê possíveis interrupções no abastecimento além do que, dependendo da cidade abastecida, pode haver grandes variações de pressão ao longo do dia danificando alguns elementos das instalações. No entanto, neste sistema a qualidade da água é mais garantida, além de haver economia tanto de espaço, quanto de custo de implementação.

Figura 3: Sistema de Distribuição Direto sem ou com bombeamento.

Conforme visto na Figura 2, caso a rede não tenha pressão suficiente para abastecimento de todos os andares, pode ser utilizado um bombeamento no sistema direto.

No Sistema Indireto, que também é chamado de sistema por gravidade, a água chega ao seu consumo final por meio de alimentação do reservatório superior da edificação, o qual pode ser alimentado diretamente pela rede pública quando há pressão suficiente na rede ou através de recalque com bombas a partir de um reservatório inferior para edifícios com quatro ou mais pavimentos. As duas situações citadas estão representadas na Figura 3.

Figura 4: Sistema de Distribuição Indireto sem e com reservatório inferior e bombeamento.

O sistema pode ainda ser misto e ter alguns aparelhos alimentados por intermédio do reservatório superior e outros diretamente da rede de distribuição conforme o exemplo da Figura 4. Este tipo de sistema tem muitas vantagens, pois permite diferenciação de pressões e de prevenção no caso de interrupção do abastecimento para aparelhos diferentes. Geralmente utiliza-se o sistema direto apenas para torneiras de jardim ou lavagem de piso já que estas comumente necessitam de maiores pressões.

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Figura 5: Sistema de Distribuição Misto. (fonte: Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais - Macintyre, A.)

Outro tipo de sistema é o Hidropneumático onde a distribuição é feita de forma pressurizada através da instalação de um tanque de pressão contendo ar e água. Este sistema serve para equalizar e manter em níveis aceitáveis a pressão em toda a rede. Não é muito utilizado devido aos altos custos de instalação.

b) Estimativa de Consumo e Dimensionamento do Reservatório

Na literatura existem diversas análises para estimativa do consumo de uma certa população. Sabe-se que quanto maior a renda per capita, maior tende a ser o consumo dos usuários. O consumo depende também de outros fatores como temperatura, umidade do ar e cultura local.

Sendo assim, o ideal seria que estudos tanto de consumo atual como de prospecções da região fossem levados em consideração para uma estimativa de consumo mais racional em cada projeto.

No entanto, como nem sempre existem estudos disponíveis, utilizam-se comumente tabelas padronizadas de consumo per capita também encontradas na literatura e na Norma. Um exemplo de tabela de consumo com fins didáticos é mostrado na Tabela 1 a seguir.

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Tabela 1: Consumo Específico em Função do Tipo de Prédio.

A partir daí, para completa determinação do consumo diário, basta apenas a definição do número de pessoas no prédio em questão. No caso de não haver conhecimento do número exato, segundo Creder (1995), pode-se considerar que haja dois moradores para cada quarto social e um para cada quarto de serviço. Outras estimativas também válidas podem ser encontradas na literatura. Para edificações comercias, é usual encontrar o número de pessoas por metros quadrados para cada utilização.

Utilizando o proposto por Creder tem-se a Equação 1:

CD=CPC x (2x (Qsocial )+1x (Qserviço )) (1)

Onde:CD é o consumo diário em L/dia.CPC é o consumo em L/dia per capita retirado da Tabela 1.Qsocial é o número de quartos sociais.Qserviço é o número de quartos de serviço.

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Com o consumo diário e para definir o dimensionamento do reservatório superior, é necessário que se leve em consideração a segurança no abastecimento contínuo da região e fazer um dimensionamento que considere um volume de água de uma a três vezes o volume necessário para 24 horas.

Deve ser levado em consideração também o custo do aumento da capacidade do reservatório que envolve também os custos da estrutura de suporte da mesma.

Para o caso de distribuição indireta com reservatório inferior, recomenda-se por Creder e Código de Obras e Edificações de Florianópolis que, do volume total armazenado calculado, 60% fique no reservatório inferior e 40% no superior sem considerar a reserva de incêndio.

No projeto de um reservatório devem ser previstos, além da alimentação, as tubulações de limpeza da caixa d’água, extravasor ou ladrão e barriletes.

A tubulação de limpeza deve ficar no menor nível possível da caixa d’água e serve para lavagem da caixa d’água para remoção das partículas sedimentadas por meio da abertura de um registro. Justamente para evitar que estes sedimentos cheguem ao consumo final, costuma-se posicionar a entrada dos barriletes, que ligam o reservatório às colunas de distribuição, a, pelo menos, 10 centímetros acima do fundo da caixa d’água.

O extravasor tem a função de servir de escape para a água caso haja algum problema no registro de bóia que regula a alimentação. Por isso, ele deve ter diâmetro maior que o da alimentação e estar próximo a borda.

A Figura 6 ilustra os elementos típicos de uma caixa d’água:

Figura 6: Esquema de um reservatório superior padrão.

c) Dimensionamento da Tubulação

Neste projeto foi escolhido adotar o sistema de distribuição misto com apenas alguns elementos ligados diretamente à rede de distribuição. O restante dos elementos será abastecido de forma indireta com a presença de apenas um reservatório superior.

Para um sistema de distribuição indireto, após a passagem da água pelo cavalete e hidrante, ela segue pelo alimentador predial até chegar ao reservatório. Depois disso, é distribuída internamente na edificação passando por:

Barriletes – tubulações que se originam no reservatório e da qual derivam as colunas de distribuição.

Colunas de Distribuição – tubulações verticais que fazer ligação entre barriletes e ramais de distribuição.

Ramais de Distribuição – derivação das colunas que alimentam os subramais. Subramais de Distribuição – liga os subramais ao ponto de utilização da água.

As tubulações em uma instalação predial de água fria podem ser feitas de materiais como aço galvanizado, cobre, ferro fundido ou PVC rígido com juntas rosqueadas ou

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soldadas. O PVC rígido com juntas soldadas é o mais comumente utilizado por sua praticidade, por evitar os problemas de corrosão e por ter sua seção transversal praticamente constante ao longo do tempo. No entanto, quando a região é propícia ao golpe de ariete, o aço galvanizado pode representar uma solução mais resistente às subpressões geradas.

O dimensionamento de tubulações baseia-se na determinação de vazão para cada trecho. Ele pode ser feito utilizando-se o critério de consumo máximo possível ou consumo máximo provável.

O critério do consumo máximo possível baseia-se na hipótese de que há a possibilidade de todos os aparelhos servidos pelo ramal serem utilizados ao mesmo tempo. É o caso de banheiros públicos ou de locais que recebem eventos.

Por esse critério, usa-se o método das seções equivalentes no qual todos os diâmetros são obtidos em função da equivalência à tubulação de 15 mm para a mesma vazão. Assim, acha-se o diâmetro nominal mínimo para os subramais de acordo com o aparelho sanitário que determina o ponto de utilização pela Tabela 2. Na Tabela 3 acha-se a equivalência para diâmetro de 15 mm. Para os ramais, soma-se o número de diâmetros de 15 mm de cada subramal que contribui e, ainda pela Tabela 3, acha-se o diâmetro nominal para os ramais.

Tabela 2: Diâmetro mínimo para os sub-ramais de alimentação.

Tabela 3: Correspondência entre diâmetros nominais e o equivalente de 15mm.

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Já para o consumo máximo provável, a hipótese é de que o uso simultâneo dos aparelhos do mesmo ramal é pouco provável e a probabilidade diminui com o aumento do número de aparelhos.

Assim, o dimensionamento recomendado pela NBR5626 é pelo Método da Soma dos Pesos. Nele, pesos relativos são atribuídos para cada ponto de utilização de acordo com a Tabela 4.

Tabela 4: Vazão de projeto e peso relativo para diversos aparelhos.

A partir daí, os pesos de cada trecho são somados e o seu diâmetro é determinado pela utilização do ábaco da Figura 6.

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Figura 6: Ábaco de Determinação dos Diâmetros e Vazões em Função dos Pesos.

A determinação da vazão para cada trecho pode ser feita pelo uso deste ábaco ou pela equação:

Q=0,3√ΣP (2)

Após a determinação da vazão, devem-se proceder as verificações de velocidades, perdas de cargas e pressões na tubulação.

Por norma, a velocidade (V em m/s) não deve exceder valores de 3 m/s em nenhum trecho da tubulação para evitar problemas com ruído. Desta forma, pela Equação 3:

V= 4000Q

(π D2)≤3m / s (3)

Onde, Q é a vazão em litros/sD é o diâmetro da tubulação em mm.

A perda de carga é determinada para os tubos e conexões. Para os tubos multiplica-se o comprimento de cada tubo pela perda de carga linear (J) obtida pelas Equações 4 e 5:

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Para tubos rugosos (ex: aço-carbono) J=20,2.105 .Q1,88 . D−4,88 (4)

Para tubos lisos (ex: PVC, cobre ou liga de cobre) J=8,69 .105 .Q1,75 . D−4,75 (5)

Onde J é dado em mca/m.

Para as conexões, deve-se realizar a determinação do comprimento equivalente de cada peça com o auxílio das Tabelas 5 e 6. Quando a determinação do comprimento equivalente é muito difícil devido ao número de conexões de projeto, pode-se determiná-lo a partir de uma porcentagem de 10 a 40% do comprimento encontrado para as tubulações. Este comprimento deve ser adicionado ao comprimento das tubulações antes da multiplicação pela perda de carga linear J.

Tabela 5 : Comprimentos equivalentes para conexões em tubos rugosos.

Tabela 6: Comprimentos equivalentes para conexões em tubos lisos.

Para conexões não encontradas na tabela, pode ser feita uma consulta bibliográfica ou solicitação dos valores junto ao fabricante das conexões.

A partir da determinação da perda de carga, a pressão dinâmica deve ser verificada retirando-se da pressão obtida pela diferença de nível entre ponto de utilização e nível de água no reservatório, a parcela referente à perda de carga já calculada. O resultado deve ser maior

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que 0,5 mca ou o mínimo fornecido pelo fabricante do aparelho sanitário. Caso não hajam estes dados, deve-se usar os representados na Tabela 7.

Tabela 7: Pressão dinâmica mínima para cada aparelho sanitário.

Ainda sobre a pressão, deve-se verificar se o critério de pressão estática máxima de 40 mca é atendido.

2.2 Instalações Prediais de Esgoto Sanitário

Após a utilização, a água servida do aparelho sanitário segue pelo ramal de descarga, que compõe a tubulação secundária, até o desconector. Neste, há a presença de um fecho hídrico que deve ter altura mínima de 5 centímetros e evite a passagem de gases e animais que se encontram na tubulação subsequente chamada de ramal de esgoto. Geralmente os sifões presentes nos ralos sifonados, caixas sifonadas ou caixas retentoras desempenham o papel de fecho hídrico. Há aparelhos, como o vaso sanitário, que possuem o desconector já acoplado. Nas figuras X e Y encontram-se representados desconectores por caixa sifonada e o acoplado ao vaso sanitário, respectivamente.

Figura 7: Caixas Sifonadas

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Figura 8: Vaso Sanitário

No caso do vaso sanitário, seu sifão acoplado está de acordo com a exigência de que este deve ser diretamente ligado ao ramal de esgoto, ou seja, ao início da tubulação primária para propiciar a rápida saída da água com dejetos, chamada de água negra ou imunda, e evitar que estes fiquem retidos e causem problemas ao restante do sistema.

Após o ramal de esgoto, a água é conduzida ao tubo de queda que é a tubulação vertical que promove a descida de esgoto no caso de edificação com dois ou mais pavimentos. Do tubo de queda, quando há mais de um pavimento, e do ramal de esgoto, quando há apenas um pavimento, seguem as tubulações de transporte horizontal no nível do terreno chamada de sub-coletores. Estes conduzem o esgoto até o coletor que finalmente efetuará o lançamento na rede pública ou na destinação adequada.

Além das partes condutoras de esgoto, é necessária a presença de tubulações que se destinam a facilitar a liberação dos gases emanados dos coletores públicos ou fossas para a atmosfera e evitar os danos causados na tubulação e nos desconectores provocados por acúmulo de gases e variação de pressão no sistema. O ramal de ventilação deve ser ligado no ramal de esgoto, após o desconector, e ligar-se a coluna de ventilação que, disposta verticalmente, conduzirá os gases até altura adequada de liberação na atmosfera.

Todos os componentes citados encontram-se na figura 9 que mostra os elementos típicos do esgotamento sanitário em um banheiro.

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Figura 9: Componentes típicos de um Sistema de Esgoto Sanitário com dois ou mais pavimentos.

Além das águas negras, as águas com gordura também merecem atenção especial. Estas águas são provenientes de pias de cozinha ou de despejo que podem conter gorduras. Como não há dissolução da gordura na água, sua presença na rede coletora e sua solidificação em contato com elementos presentes no esgoto podem gerar entupimento, vazamentos e mau cheiro.

Por isso, é exigido que este tipo de água seja diretamente ligada em uma caixa detentora que, além da função de desconector, acumula gordura evitando prejuízos gerados pela contaminação da rede.

Para o correto funcionamento, a caixa de gordura deve ser limpa esporadicamente e o tempo para limpeza deve ser informado ao usuário. Na figura xxx vemos um corte esquemático mostrando o esquema de funcionamento de uma caixa de gordura:

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Figura 10: Caixa de Gordura

Para todos os tipos de água residuária a norma NBR8160/1999 especifica que todos os trechos da tubulação de esgoto devem ter no mínimo um ponto de acesso para inspeção ou desobstrução. Sendo assim, faz-se necessária a introdução de um elemento de inspeção como, por exemplo, uma caixa de inspeção nas tubulações externas à edificação como coletores e subcoletores.

A NBR8160/1999 ainda restringe a distância entre duas inspeções em 25 metros, a distância entre o vaso sanitário e a primeira inspeção em 10 metros, e diz que entre inspeções só pode haver curvas longas e menores que 90 graus. Assim, é interessante e facilitador o posicionamento de um elemento de inspeção em cada mudança de direção que se pretende no lado externo da edificação conforme indicado na figura Z:

Figura 11: Planta e corte esquemático de uma caixa de inspeção.

Com base nos conhecimentos adquiridos acerca de cada elemento do projeto de instalações de esgoto sanitário, estes elementos são projetados atendendo às prescrições de norma.

Os diâmetros das tubulações são dimensionados, segundo recomendação da NBR8160, pelo método da Unidade Hunter de Contribuição (UHC). Este método visa o fácil dimensionamento pela transformação da vazão gerada por cada aparelho em uma unidade comum equivalente a 28 litros por minuto. O dimensionamento é feito pela soma direta das unidades e consulta de tabela apropriada pra determinar o diâmetro necessário.

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a) Dimensionamento dos Canais de Descarga:

Os canais de descarga de cada aparelho sanitário são dimensionados de acordo com a vazão máxima gerada. A tabela AAA apresenta o número de unidades Hunter usuais para cada aparelho sanitário.

Tabela 6:Tabela de valores de Hunter

Deve-se observar que a tabela já fornece o diâmetro mínimo que deve ser adotado no canal de descarga de cada aparelho com o mínimo absoluto adotado de 40 mm. Esse diâmetro pode ser maior já que há a necessidade que todos os canais de descarga que cheguem a um conector comercial tenham o mesmo diâmetro.

Observa-se também que, apesar do vaso sanitário terem menos UHC que uma máquina de lavar roupa, por exemplo, seu diâmetro de descarga deve atender ao mínimo de 100.

No caso de aparelhos não especificados na tabela AAA, o número de unidades Hunter pode ser obtido pelo diâmetro nominal da descarga instalado no aparelho de acordo com recomendações do fabricante. Essa relação se faz de acordo com a tabela BBB:

Tabela 7: Tabela de valores de Hunter para cada diâmetro para Ramais de Descarga

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b) Dimensionamento dos Ramais de Esgoto:

Os Ramais de Esgoto são dimensionados a partir da soma das unidades Hunter de contribuição dos canais de descarga que chegam até ele. A tabela XXX é consultada para realizar a nova conversão de UHC em diâmetro nominal do tubo. Os valores de UHC apresentados são os máximos para o diâmetro em questão.

Tabela 8: Tabela de valores de Hunter para cada diâmetro para ramais de Esgoto

Para os ramais de descarga e esgoto são recomendadas pela NBR8160 declividades da tubulação de %% para até 75 mm de diâmetro nominal e 1% para os diâmetros superiores.

c) Dimensionamento dos Tubos de Queda:

Seguindo o mesmo princípio, a tabela XXX apresenta o número máximo de UHC para cada diâmetro em função do número de pavimentos da edificação.

Tabela 9: Tabela de valores de diâmetro para Tubo de Queda

Vale a lembrança de que apenas os tubos verticais ou com inclinação de até 45 graus com relação à vertical podem ser dimensionados assim. Caso haja curva no tubo de queda, esta deve ter obrigatoriamente uma visita e, caso o tubo fique na horizontal em algum trecho, esse trecho deve ser dimensionado como um coletor horizontal.

d) Dimensionamento de Coletores e Sub-coletores:

O dimensionamento dos coletores e sub-coletores se dá pela verificação do somatório de UHC até estas tubulações e da inclinação que as mesmas terão para encontrar o diâmetro necessário. Deve ser verificada se a inclinação adotada possibilita chegada à rede em nível adequado. A tabela XXX mostra o número máximo de UHC para cada inclinação e cada diâmetro.

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Tabela 10: Tabela de valores de diâmetro para Coletores

e) Dimensionamento dos Ramais de Ventilação

Esse dimensionamento é feito com base na tabela XXX que fornece o diâmetro da tubulação em função das unidade Hunter de contribuição em ambientes em que há ou não vaso sanitário.

Tabela 11: Tabela de valores de diâmetro para Ramais de Ventilação

A distância entre o desconector até o ramal de ventilação é limitada por norma em função dos ramais de descarga de acordo com a Tabela XXXX:

Tabela 12: Distância entre o desconector até o ramal de ventilação

f) Dimensionamento das Colunas de Ventilação

O diâmetro nominal da coluna de ventilação é obtido da Tabela XXXX necessário para compatibilizar número de UHC com o comprimento adotado da coluna de ventilação.

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Tabela 13: Diâmetro para Coluna de Ventilação

2.3 Instalações Prediais de Águas Pluviais

As instalações são compostas por calhas e tubos que escoam água através do chamado “escoamento por gravidade”.

O destino das águas pluviais pode ser: Disposição no terreno, com o cuidado para não haver erosão, usando para isso leito de

pedras no local de impacto; Disposição na sarjeta da rua ou por tubulação enterrada sob o passeio, pelo sistema

público, as águas pluviais chegam até um córrego ou rio; Cisterna (reservatório inferior) de acumulação de água, para uso posterior;

a) Intensidade da Precipitação:

Para dimensionar água pluvial necessita-se saber a intensidade de chuva do local do projeto.

Tabela 14: Intensidade de acordo com o local

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Page 22: SHP - Corrigido (Salvo Automaticamente)

Para áreas menores que 100 m² de projeção horizontal, utiliza-se 150 mm/h.

b) Área de Contribuição:

A área de projeção varia de acordo com o tipo de telhado ou superfície que irá receber a água de chuva. As figuras abaixo mostram os tipos de telhado e suas respectivas áreas.

Figura 12: Área Projetada para diversos tipos de telhados

c) Vazão de Projeto:

A vazão de projeto é dada pela fórmula:

Q= I x A60

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onde,

I: a intensidade de chuva dada em mm/h;A: a área calculada de acordo com o acréscimo da Figura acima;

d) Dimensionamento de Calha:

Para dimensionamento de calhas circulares utiliza-se a tabela abaixo. Essa tabela considera-se que o coeficiente de rugosidade é 𝜂=0,011, que é plástico, fibrocimento, alumínio, aço inoxidável, aço galvanizado, cobre e latão.

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Tabela 14: Diâmetro para Calha Semi-Circular

e) Dimensionamento de Condutores Verticais:

Os diâmetros dos condutores verticais são dimensionados a partir dos ábacos abaixo.

Figura 13 - Para Calhas com saída em aresta viva

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Figura 14 - Calhas com funil de saída

Os dados de entrada dos ábacos são a vazão de projeto, a altura de água na calha e o condutor vertical.

3. Memorial Descritivo e de Cálculo3.1 Instalações Prediais de Água Fria

O sistema de distribuição adotado, conforme citado, foi o de abastecimento misto com reservatório apenas superior devido às dimensões e simplificações do projeto.

a) Estimativa de Consumo e Dimensionamento do Reservatório Superior

Tendo-se que o consumo per capita da região é de 200 litros de água fria por dia e que a residência em questão tem dois quartos sociais e nenhum de serviço, utilizando a relação proposta por Creder(1995) e, a partir da Equação 1 exposta na revisão bibliográfica, tem-se que:

CD=200 x (2 x2+1 x0)CD=800 L/dia

Adotou-se, por segurança uma reserva equivalente à dois dias de consumo. Assim o volume do reservatório calculado deveria ser de

2 xCD=2 x800Ldia

=1600 litros

Assim, adotando a caixa d’água com volume superior a 1600 litros disponível no mercado, para o projeto será utilizada como reservatório caixa d’água padrão com capacidade para 2000 litros.

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Considerando a utilização de telhado de quatro águas, foi determinada a localização da caixa d’água na planta de cobertura bem como o ponto de alimentação e início das tubulações extravasora, de limpeza e barriletes.

b) Dimensionamento das Tubulações

Como a planta fornecida é de uma residência comum, foi adotado para todas as tubulações o critério do consumo máximo provável.

O sistema de abastecimento escolhido foi o misto já que se optou por deixar a torneira de jardim ligada de forma direta para aumentar as pressões de utilização dela. Todos os outros aparelhos serão por distribuição indireta.

Os subramais e ramais estão representados nas imagens a seguir:

Figura 15: Isómetrico da Cozinha Mostrando os Ramais.

‘Figura16: Isómetrico da Área de Serviço Mostrando os Ramais.

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Figura 17: Isómetrico do Banheiro Mostrando os Ramais.

Os subramais foram nomeados a partir do aparelho sanitário ao qual estão ligados. Desta forma o dimensionamento dos diâmetros foi feito utilizando a Tabela 8 e a Figura 6 conforme indicado na tabela a seguir:

Tabela 15: Dimensionamento dos Sub-ramais do pavimento térreo.Térreo - Cozinha e Área de Serviço

Sub-ramal Vazão (l/s)Peso

Relativo

Diâmetro da Tubulação

(mm)

Torneira Jardim (TJ) 0,2 0,4 20Filtro (FL) 0,1 0,1 15Máquina de Lavar Roupas (MLR) 0,3 1 20Máquina de Lavar Louça (MLL) 0,3 1 20Pia (PM) 0,25 0,7 20Tanque (TNQ) 0,25 0,7 20

Tabela 16: Dimensionamento dos Sub-ramais do 1º pavimento.1º Piso – Banheiro

Subramal Vazão (l/s) Peso RelativoDiâmetro da

Tubulação (mm)Chuveiro Elétrico (CH) 0,1 0,1 15Lavatório (LV) 0,15 0,3 20Vaso Sanitário com Válvula de Descarga (VS/VD) 1,7 32 40

Os ramais foram nomeados de acordo com os isométricos apresentados nas Figuras 7, 8 e 9 a seguir e seu dimensionamento foi feito utilizando a equação 2 e a figura 6 conforme esquematizado nas tabelas 10 e 11.

Tabela 17:Dimensionamento dos Ramais do pavimento térreo

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Térreo - Cozinha e Área de ServiçoOrigem: - - Equação 2 Figura 6

Ramal Componentes ΣPesos Vazão (l/s)Diâmetro da

Tubulação (mm)RI MLL + PM 1,7 0,39 20RII MLL + PM + FL 1,8 0,40 25RIII MLR + TNQ 1,7 0,39 20

Tabela 18: Dimensionamento dos Ramais do 1º pavimento1º Piso - Banheiro

Ramal Componentes ΣPesos Vazão (l/s)Diâmetro da

Tubulação (mm)

RIV CH + LV 0,4 0,19 20

Como cada barrilete dá origem a apenas uma coluna, o dimensionamento é o mesmo e foi dado de acordo com a tabela 12 abaixo:

Tabela 19: Dimensionamento de Colunas e Barriletes

Colunas e Barriletes Componentes ΣPesos Vazão (l/s)Diâmetro da Tubulação

(mm)AF1 RII + RIII 3,5 0,56 25AF2 RIV + VS 32,4 1,71 40

A verificação de velocidade foi feita utilizando a condição da Equação 3 conforme mostrado na Tabela 13:

Tabela 20: Verificação da Velocidade Máxima

Tubulação Vazão (l/s)Diâmetro da Tubulação

(mm)

Velocidade (m/s) < 3 m/s ?

Sub-ramais do

Térreo

Torneira Jardim (TJ) 0,2 20 0,64 OKFiltro (FL) 0,1 15 0,57 OKMáquina de Lavar Roupas (MLR)

0,3 20 0,95 OK

Máquina de Lavar Louça (MLL)

0,3 20 0,95 OK

Pia (PM) 0,25 20 0,80 OKTanque (TNQ) 0,25 20 0,80 OK

Sub-ramais do

1º Piso

Chuveiro Elétrico (CH)

0,1 15 0,57 OK

Lavatório (LV) 0,15 20 0,48 OK

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Vaso Sanitário com Válvula de Descarga (VS/VD)

1,7 40 1,35 OK

Ramais do Térreo

RI 0,39 20 1,25 OKRII 0,40 25 0,82 OKRIII 0,39 20 1,25 OK

Ramais do 1º Piso RIV

0,19 20 0,60 OK

Colunas e Barriletes

AF1 0,56 25 1,14 OKAF2 1,71 40 1,36 OK

A perda de carga foi determinada utilizando os comprimentos de tubulação reais e, para o comprimento equivalente, adotou-se que este era 25% do valor dos comprimentos da tubulação. A tubulação especificada foi de tubo liso em PVC classe 15.

A tabela 14 mostra as perdas de carga encontradas para cada tubulação considerando suas conexões:

Tabela 21: Determinação das Perdas de Carga em Cada Tubulação

Origem:Tabela

13 Figura 6Equação

5 Planta C eq. = 0,25 CPerda = (C +

Ceq) x J

TubulaçãoVazão (l/s)

Diâmetro da

Tubulação

(mm)

Perda de Carga

Linear - J (mca/m)

Comprimentos (m)

Comprimento

Equivalente (m)

Perda de Carga (m)

Sub-ramais

do Térreo

Torneira Jardim (TJ)

0,2 20 0,034 5,25 1,3125 0,23

Filtro (FL) 0,1 15 0,040 0,8 0,2 0,04

Máquina de Lavar Roupas (MLR)

0,3 20 0,070 1,5 0,375 0,13

Máquina de Lavar Louça (MLL)

0,3 20 0,070 1,25 0,3125 0,11

Pia (PM) 0,25 20 0,051 0,5 0,125 0,03Tanque (T) 0,25 20 0,051 0,9 0,225 0,06

Sub-ramais do 1º Piso

Chuveiro Elétrico (CH)

0,1 15 0,040 3,69 0,9225 0,18

Lavatório (LV)

0,15 20 0,021 0,55 0,1375 0,01

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Vaso Sanitário com Válvula de Descarga (VS/VD)

1,7 40 0,054 1,7 0,425 0,11

Ramais do

Térreo

RI 0,39 20 0,111 0,4 0,1 0,06RII 0,40 25 0,040 1,5 0,375 0,08RIII 0,39 20 0,111 1,5 0,375 0,21

Ramais do 1º Piso

RIV 0,19 20 0,031 3,09 0,7725 0,12

Colunas e

Barriletes

AF1 0,56 25 0,072 4,02 1,005 0,36

AF2 1,71 40 0,054 7,06 1,765 0,48

A pressão em cada ponto de utilização foi determinada utilizando as perdas de carga da tabela 14 e a sua verificação está representada na Tabela 15.

Tabela 22: Verificação da Pressões nos Pontos de UtilizaçãoOrigem dos Valores: Planta Corte - Planta Tabela 7

Aparelho Sanitário CaminhoPressão Estática (mca)

Perda de

Carga Total (mca)

Pressão Dinâmica Final (mca)

Pressão Dinâmic

a Mínima (mca)

OK?

Torneira Jardim (TJ) Hidômetro - TJ Até 40 mca

0,225 - 1 OK

Filtro (FL) CX - AF2 - RII - FL 4,8 0,596 4,204 1 OKMáquina de Lavar Roupas (MLR)

CX - AF2 - RIII - MLR 4,8 0,820 3,980 1 OK

Máquina de Lavar Louça (MLL)

CX - AF2 - RII - RI - MLL

5,2 0,721 4,479 1 OK

Pia (PM) CX - AF2 - RII - RI - PM 5,2 0,644 4,556 1 OKTanque (T) CX - AF2 - RIII - T 4,8 0,746 4,054 1 OKChuveiro Elétrico (CH)

CX - AF1 - RIV - CH 0,7 0,670 0,030 1 OK

Lavatório (LV) CX - AF1 - RIV - LV 2,3 0,499 1,801 1 OK

Vaso Sanitário com Válvula de Descarga (VS/VD)

CX - AF1 - VS 2,55 0,479 2,071 1,5 OK

Para garantir a pressão estática máxima, foi instalada válvula redutora de pressão na entrado do hidrômetro.

Para garantir a pressão dinâmica mínima para o chuveiro, a caixa d’água deverá ser instalada a uma altura de 30 cm da laje da cobertura. Foi considerada espessura da laje de 10 cm.

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Page 30: SHP - Corrigido (Salvo Automaticamente)

3.2 Instalações Prediais de Esgoto

As tabelas abaixo são referentes ao dimensionamento de esgoto.

Tabela 23 – Diâmetro para cada aparelho utilizado no projeto

AparelhoNúmeros de

Unidade Hunter Diâmetro (mm)Chuveiro de Residencia 2 40

Pia de Residencia 3 40Vaso Sanitário 6 100Pia de Serviço 5 75

Tanque de Lavar Roupa 3 40Máquina de Lavar Louça 4 75Máquina de Lavar Roupa 10 75

Tabela 24 – Diâmetros das Tubulações quando a Associações

Associação Soma Num. Hunter Diâmetro (mm)Tanque de Lavar Louça + Máquina de Lavar

Roupa 13 75

Chuveiro + Pia (Residencia) + Vaso Sanitário 11 min. 100

Tabela 25 – Diâmetros da Tubulações VeticalAssociação Soma Num. Hunter Diâmetro (mm)

Chuveiro + Pia (Residencia) + Vaso Sanitário 11 min. 100

Tabela 26 – Diâmetro dos Ramis de VentilaçãoAssociação Soma Num. Hunter Diâmetro (mm)

Chuveiro + Pia (Residencia) + Vaso Sanitário 11 50

3.3 Instalações de Águas Pluviais

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Figura 18: Representação das área do telhado do projeto

De acordo com as áreas acima se dimensiona-se a área da calha a ser usada, para que possa atender de forma eficaz a demanda.

A1=18,45m2

A2=18,45m2

A3=15,20m2

A1=6,65m2

Levando em consideração uma inclinação de 40% do telhado, há o acréscimo da área, que se dá pela seguinte fórmula:

AT=(a+ h2 )bSendo,

h: a altura do telhado, dada pela sua inclinação;a: menor dimensão do telhado;b: maior dimensão do telhado;

Tem-se então que a altura de cada telhado a 40% é:

h1=1,34m;h2=1,34m;

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Page 32: SHP - Corrigido (Salvo Automaticamente)

h3=1,10m;h4=0,78m;

A vazão causada pela chuva é dada por,

Q= I x A60

sendo,

I: a intensidade de chuva dada em mm/h;A: a área;

Considera-se uma intensidade de chuva de 150 mm/h, que é a recomendada para edificações menores que 100 m². Logo a vazão para cada área é:

Q1=51,58 l /min;Q2=52,58 l /min;Q3=42,50 l /min;Q1=18,58 l /min;

Considera-se que a calha é semicircular, logo dada uma inclinação 0,5%, tem-se um diâmetro de 100mm e a vazão máxima suportada é 130 l/min, levando em conta uma rugosidade -0,011 (alumínio ou plástico). Então, a vazão suporte da calha é maior que todas 𝜂as demandas de vazões.

Para dimensionar os condutores verticais, tem-se que o diâmetro mínimo desses condutores é 75 mm e são dimensionados a partir da vazão (Q), altura da lâmina de água da calha (H) e comprimento do condutor vertical (L) . Com esses valores joga-se no ábaco de dimensionamento e verifica-se o melhor valor de diâmetro. Tem-se que para cada telhado:

A1={Q=51,58l /minH=50mmL=5,7m

A2={Q=51,58l /minH=50mmL=1,8m

A3={Q=Q2+Q3=94,08 l /minH=50mmL=2,8m

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A4={Q=18,58 l /minH=50mmL=2,8m

Assim verifica-se que todas as vazões são inferiores á adotam-se o diâmetro mínimo de 75 mm. TABELA XXXXXXXXX

4. Projeto

Em anexo, projeto contendo plantas baixas, isométricos e esquemas verticais.

5. Conclusões

O projeto possibilitou aos alunos uma maior e mais completa compreensão acerca do dimensionamento de uma rede predial de distribuição de água fria, esgoto e água pluvial.

Além de proporcionar e estimular a análise e escolha de alternativas, apenas com este tipo de prática pode-se ter uma noção global e interligada de todos os fatores que influenciam e devem ser considerados no dimensionamento de instalações prediais de água fria.

Dentre outros fatores, eficiência, economia e conforto do usuário são de extrema importância e devem ser avaliados segundo a norma.

A elaboração deste, portanto, cumpriu seus objetivos contribuindo com o aprendizado dos alunos.

6. Referências Bibliográficas

.- ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Instalação

Predial de Água Fria. NBR – 5626/1998.

- CREDER, H. Instalações Hidráulicas e Sanitárias – 6ª ed. LTC. Rio de Janeiro, 2006.

- ILHA, M. S. O. Sistemas Prediais de Água Fria. EPUSP. São Paulo, 1994.

- Apostila de Água Fria disponibilizada pela Professora.

- Sites:

http://www.pet.ufal.br/

http://www.grupoescolar.com/

http://crv.educacao.mg.gov.br/

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Page 34: SHP - Corrigido (Salvo Automaticamente)

http://www.renatomassano.com.br/

http://www.suzuki.arq.br/

http://www.suzuki.arq.br/

http://www.labeee.ufsc.br/

http://www.arquitetando.arq.br/

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