Abastecimento de água e drenagem de águas residuais

Transcrição

1 Redes e Instalações 1 Abastecimento de água e drenagem de águas residuais Filipa Ferreira

2 Índice da apresentação 2 Introdução Regulamentação Distribuição de água Drenagem de águas residuais Aspectos gerais Interligação entre sistemas prediais e arquitectura Regras gerais de concepção Materiais e acessórios Implantação Dimensionamento hidráulico

3 Introdução AC a 2500 AC Cidades de Ur e Babilonia, na Mesopotâmia. Dispunham de sarjetas e colectores em tijolo e asfalto. Por baixo das habitações havia uns reservatórios para dejectos ( cesspools, em terminologia anglo-saxónica). As primeiras tubagens conhecidas tiveram origem nestas cidades. Tês e curvas a 90º da rede da Babilónia.

4 ddd 4 Rua de Pompeia com zona central para escoamento águas pluviais (anterior à erupção do Vesúvio em 24/Ago/79 AD). Ruínas de uma latrina pública do século I, em Ephessos, Turquia. Boca da verdade (Roma) antigo sumidouro da civilização romana.

5 ddd 5 Visita em barco aos esgotos de Paris, em 1896 Medição de caudal com molinete no colector pombalino da R. Augusta, Lisboa.

6 Introdução 6 As tubagens/infra-estruturas como elemento arquitectónico: Centre Pompidou (Paris)

7 Regulamentação 7 Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de. Distribuição de Água Decreto-Lei nº 207/94, de 6 de Agosto, e Decreto Regulamentar nº 23/95, de 23 Agosto. Curso de dimensionamento de redes de distribuição e drenagem de águas residuais LNEC, 28 e 29 de Abril de 1993, Processo 088/71/1060.

8 Distribuição de água 8

9 Distribuição de água 9 Aspectos gerais A rede geral de distribuição alimenta, por meio de ramais de ligação (tubagem que assegura o abastecimento predial de água, desde a rede pública até ao limite da propriedade a servir), os diversos edifícios ou instalações a servir.

10 Distribuição de água 10 Interligações entre os sistemas prediais e a arquitectura Localização de contadores Localização de aparelhos sanitários e equipamentos Necessidade de galerias verticais (para instalação de colunas), tectos falsos e calhas (para instalação de tubagens horizontais) fácil acesso para manutenção! Instalações complementares: depósitos de água instalações sobrepressoras espaço, segurança, salubridade, manutenção, atenuação de ruído e vibrações Localização bocas de incêncio (e portas corta-fogo, vias de fuga )

11 Distribuição de água 11 Regras gerais de concepção Existência rede pública: localização e pressão disponível Economia de 1º investimento e de exploração Conforto: acústico (purgar ar nos pontos altos; limitar velocidade máxima) temperatura assegurar necessidades de caudal e pressão; Traçado (Art. 95º): O mais curto possível (reduzir perdas de carga, custos, etc.) Troços rectos, horizontais (i>0,5% favorecer a circulação de ar) e verticais, unidos por acessórios Canalização de água quente dist.>0,05 m da de água fria, instalada paralelamente e sempre acima desta Troços em derivação criar zonas passíveis de serem isoladas

12 Distribuição de água 12 Evitar traçados: muito expostos a choques mecânicos em zonas de difícil detecção/reparação de avarias Instalação (Art. 96º): Tubagens não devem ficar: sob elementos de fundação embutidas em elementos estruturais embutidas em pavimentos (excepto se flexíveis e embainhadas) em sistemas de ventilação e chaminés Tubagens devem ficar: à vista, em galerias, caleiras, tectos falsos, embutidas no exterior: em vala, em paredes ou caleiras Prevenção contra corrosão (Art. 97º) Isolamento térmico (Art. 98º)

13 Distribuição de água 13 Materiais Ex.: Tubagens em aço inox D com e D int [mm] [mm] [mm]

14 Distribuição de água 14 e acessórios contadores (instalados em espaços adequados: logradouros, zona de entrada ) torneiras e fluxómetros válvulas criar zonas isoláveis para que a reparação de dispositivos/troços não inviabilize o abastecimento noutras zonas

15 Distribuição de água 15 Implantação Rede convencional: Rede PEX:

16 Distribuição de água 16 Dimensionamento Simbologia Anexo II Constituição da rede Anexo III:

17 Distribuição de água 17 Caudais instantâneos Anexo IV: Dimensionamento hidráulico Dispositivos de utilização Simbolo Qmín [ - ] [ - ] [l/s] Lavatório individual Lv 0.10 Lavatório colectivo LvC 0.05 Bidé Bd 0.10 Banheira Ba 0.25 Chuveiro individual Ch 0.15 Autoclismo de bacia de retrete Br 0.10 Mictório com torneira individual Mi 0.15 Pia lava-loiça Ll 0.20 Bebedouro B 0.10 Máquina de lavar loiça Ml 0.15 Máquina de lavar roupa Mr 0.20 Bacia de retrete com fluxómetro BrF 1.50 Mictório com fluxómetro MiF 0.50 Boca de rega D15 Br_ Boca de rega D20 Br_

18 Distribuição de água 18 Coeficiente de simultaneidade Anexo V Caudais de cálculo (Art. 93º)

19 Distribuição de água 19 Dimensionamento hidráulico (Art. 94º): caudais de cálculo velocidade 0,5 m / s V 2,0 m / s (admitir inicialmente V=2m/s) rugosidade do material (K s = 90 a 100 m 1/3 /s) Equação da continuidade 4 Q Q = V. A D = V π Q = K s Fórmula de Manning-Strickler A Rh 5/ 3 2/ 3 Q 4 J J = 8/ 3 Ks π D 2 Caudais de dimensionamento e diâmetros Troço Q a Q c D aprox D com D int V [ - ] [l/s] [l/s] [mm] [mm] [mm] [m/s] F F F F F F F6.3 - F F6.2 - F F6.1 - F

20 Distribuição de água 20 Pressão (Art. 87º): - regulamentar 5 a 60 m.c.a (50 a 600 kpa) - de conforto 15 a 30 m.c.a (150 a 300 kpa) P mín = n (kpa) (n = nº de pisos acima do solo incluindo piso térreo) Pressão na rede pública ( 30 m.c.a) ΔH = ΔH + ΔH 1, 2 J total contínuas localizadas L Verificação da pressão Q acum acum D int int P = P Desnível Δ rede H acum Troço Q c D com J L Δ H total Δ H acumu Desnível Pressão (x 9.8) [ - ] [l/s] [mm] [m/m] [m] [m] [m] [m] [m.c.a.] [kpa] Rede - F F1 - F F2 - F F3 - F F4 - F F5 - F

21 Distribuição de água 21 Instalações complementares Reservatórios (Art. 108º): Armazenamento de água à pressão atmosférica Reserva destinada à alimentação das redes prediais Necessários quando a rede pública não oferece garantias de caudal e pressão à operação da rede predial Entidade gestora autorização definição de aspectos construtivos, localização e dimensionamento Instalações elevatórias e sobrepressoras (Art. 109º): Elevar água armazenada em reservatórios Aumentar a pressão disponível na rede pública (caso esta seja insuficiente para garantir boas condições de utilização do sistema)

22 Distribuição de água 22 Verificação, ensaios e desinfecção Verificação (Art. 110º): com canalizações e acessórios à vista Ensaio de estanquidade (Art. 111º) Desinfecção do sistema (Art. 112º)

23 Drenagem de águas residuais 23

24 Drenagem de águas residuais 24 Aspectos gerais Redes públicas: unitárias vs separativas.

25 Drenagem de águas residuais 25 Interligações entre os sistemas prediais e a arquitectura Necessidade galerias verticais (para instalação de tubos de queda e colunas de ventilação) e tectos falsos (para instalação de ramais de descarga - tubagens horizontais) fácil acesso para manutenção Localização de aparelhos sanitários e equipamentos (para traçado dos ramais de descarga/tubos de queda) Instalações complementares: Instalações elevatórias Câmaras retentoras de sólidos ou de gorduras espaço, manutenção, atenuação de ruído e vibrações Estudar a recolha de águas pluviais (tipo de cobertura, dimensões e declives das caleiras, localização de tubos de queda não danificar elementos estruturais, estética da fachada)

26 Drenagem de águas residuais 26 Regras gerais de concepção Obrigatória a separação dos sistemas de drenagem doméstica e pluvial (Art.198º), a montante das câmaras de ramal de ligação à rede pública. Existência rede pública : conhecer características dos colectores públicos (diâmetros, profundidades e localização) Economia Conforto: evitar ruído, entupimentos desforragem dos sifões Evitar acumulação de água em zonas de circulação e na cobertura Manter distância > 1 m entre rede água e de esgotos

27 Drenagem de águas residuais 27 Proteger edifícios de infiltrações rebaixamento de nível freático e ligação águas colectadas a sistema predial de águas pluviais Caves (Art. 205º) elevar águas residuais acima do arruamento para evitar o funcionamento em carga e inundações das caves

28 Drenagem de águas residuais 28 Materiais PVC rígido ferro fundido ferro galvanizado aço inox grês etc. Ex.: Tubagens em aço inox D com e D int [mm] [mm] [mm]

29 Drenagem de águas residuais 29 Câmaras de inspecção (Art. 261º) e acessórios

30 Drenagem de águas residuais 30 Sifões (Art. 253º a 256º) Ralos (Art. 257º a 260º) Sumidouros

31 Drenagem de águas residuais 31 Principais componentes Ramal de descarga transporta as águas residuais dos aparelhos sanitários para o tubo de queda ou colector predial Tubo de queda recebe a descarga dos pisos mais elevados e drena para o colector predial ventila as redes pública e predial Colectores prediais recebe a descarga dos tubos de queda e ramais de descarga e transporta-as para jusante, até ao ramal público Ramal de ventilação assegura o fecho hídrico do sifões, se necessário Colunas de ventilação completa a ventilação feita pelos tubos de queda

32 Drenagem de águas residuais 32 Implantação Traçado (Art. 217º e 249º): Troços rectilíneos Separar ramais de água de sabão e de águas de retrete Ligações a tubos de queda através de forquilhas Ligações a colectores prediais através de câmaras de inspecção (afastamento máximo de 15 m)

33 Drenagem de águas residuais 33 Simbologia Anexo XIII Dimensionamento hidráulico Caudais de descarga Anexo XIV: Dispositivos de Simbolo Caudal Ramal Sifão utilização descarga descarga Dmin [ - ] [ - ] [l/min] [mm] [mm] Bacia de retrete BR (a) Banheira Ba Bidé B Chuveiro Ch Lavatório L Máquina de lavar loiça ML Máquina de lavar roupa MR Mictório de espaldar Me Mictório suspenso Ms (a) Pia lava-loiça LL Tanque T (a) incorporado no aparelho

34 Drenagem de águas residuais 34 Coeficiente de simultaneidade Anexo XV Caudais de cálculo (Art. 213º) Nota (redes pluviais): Áreas a drenar Coeficiente de escoamento Precipitação

35 Drenagem de águas residuais 35 Ramais de descarga e colectores prediais Dimensionamento hidráulico (Art. 214º e 246º): declives: 1 a 4% dimensionamento a meia secção para águas residuais (e a secção cheia para águas pluviais) Nota: os ramais de descarga individuais podem ser dimensionados a secção cheia se forem respeitadas as distâncias máximas do Anexo XVI. rugosidade do material (K s = 90 a 100 m 1/3 /s) Diâmetros mínimos (Art. 215º e 247º): ramais de descarga Anexo XIV colectores prediais 100 mm ( diâm. afluentes) A secção não pode diminuir para jusante!

36 Drenagem de águas residuais 36 Fórmula de Manning-Strickler: Q = K s A Rh 2 / 3 J Dimensionamento de ramais de descarga e colectores prediais Diâm. Caudal [l/min] Inclinação [mm] 1% 2% 3% 4% Ramais de descarga Colectores prediais = senθ + 6,063 n+ 1 n K i NOTA: Caudais calculados admitindo escoamento a meia secção, pela fórmula de Manning-Strickler (K = 120 m 1/3 /s). 1,6 0,4 θn θ Q 0,6 D

37 Drenagem de águas residuais 37 Tubos de queda Taxa de ocupação (Art. 229º e Anexo XVII): não exceder 1/3 em sistemas com ventilação secundária em sistemas sem ventilação secundária: Diâmetro do tubo Taxa de de queda ocupação [mm] [ - ] D = 50 1/3 50 < D 75 1/4 75 < D 100 1/5 100 < D 125 1/6 D > 125 1/7 (evitar a formação de tampões de ar) Diâmetros mínimos (Art. 232º): tubo de queda 50 mm ( diâm. afluentes)

38 D 3 / 8 5 / 8 = 4,4205 Q c txoc Drenagem de águas residuais 38 Dimensionamento hidráulico (Art. 231º): diâmetro constante em toda a extensão do tubo de queda 3 / 8 5 / 8 = oc D 4,4205 Q c tx (D em mm; Q c em l/min) Dimensionamento de tubos de queda Diâm. Caudal [l/min] Taxa de ocupação [mm] 1/3 1/4 1/5 1/6 1/

39 Drenagem de águas residuais 39 Traçado (Art. 231º): vertical, preferencialmente se necessário, mudanças de direcção através de curvas de concordância Bocas de limpeza (Art. 235º): diâmetro D tubo queda localização: nas mudanças de direcção na mais alta inserção dos ramais no tubo de queda de 3 em 3 pisos na parte inferior do tubo, se não existir uma câmara de inspecção

40 Drenagem de águas residuais 40 Ventilação Primária: assegurar sempre (prolongamento dos tubos de queda até à sua abertura para a atmosfera) (Anexo XX) Secundária: através de colunas ou ramais de ventilação, quando necessário (Q>700 L/min e H tubo queda >35 m)

41 Drenagem de águas residuais 41 Ventilação (Art. 203º): a ventilação da rede de águas residuais deve ser independente doutros sistemas de ventilação Art. 221º e 222º: Ramais de ventilação implantação no ramal de descarga: não podem ser interceptados pelas linhas piezométricas

42 Drenagem de águas residuais 42 Instalações complementares Instalações elevatórias (Art. 262º): assegurar fácil inspecção e manutenção minimizar ruídos, vibrações e odores com ventilação secundária

43 Drenagem de águas residuais 43 Câmaras retentoras de sólidos ou de gorduras (Art. 263º e 266º): separar gorduras, hidrocarbonetos e sólidos não é permitida a introdução de águas residuais provenientes de bacias de retrete e urinóis dotadas de ventilação e sifão espaço, manutenção, atenuação de ruído e vibrações

44 Distribuição de água 44 Regras de exploração e ensaios Ensaio de estanquidade (Art. 269º) com ar, fumo ou água exemplo: Ensaio de eficiência (Art. 270º e Anexo XXII) comportamento dos sifões quanto a fenómenos de auto-sifonagem e sifonagem induzida