INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E PREDIAIS. Professor: Eng Civil Diego Medeiros Weber.

Transcrição

1 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E PREDIAIS Professor: Eng Civil Diego Medeiros Weber.

2 ÁGUA FRIA

3 CONCEITOS FUNDAMENTAIS FORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA Força aplica sobre uma área é igual a pressão (P=F/A)

4 CONCEITOS FUNDAMENTAIS FORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA Qual dos recipientes possui maior pressão sobre o fundo?

5 CONCEITOS FUNDAMENTAIS FORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA PRINCÍPIO DOS VASOS COMUNICANTES

6 CONCEITOS FUNDAMENTAIS FORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA

7 CONCEITOS FUNDAMENTAIS CONCLUSÃO - A pressão que a água exerce sob uma superfície qualquer (no nosso caso, o fundo e as paredes do copo) só depende da altura do nível da água até essa superfície. É o mesmo que dizer: A pressão não depende do volume deágua contido em um tubo, e sim da altura

8 CONCEITOS FUNDAMENTAIS

9 CONCEITOS FUNDAMENTAIS MEDIDAS DE PRESSÃO Kgf/cm²; Pa = N/m²; M.c.a (Metros de coluna d água). 1 Kg/cm²; Pa = N/m²; 10 M.c.a. RELAÇÃO

10 CONCEITOS FUNDAMENTAIS MEDIDAS DE PRESSÃO

11 CONCEITOS FUNDAMENTAIS MEDIDAS DE PRESSÃO

12 CONCEITOS FUNDAMENTAIS TIPOS DE PRESSÕES A SEREM COSIDERADAS NAS INSTALAÇÕES PREDIAIS PRESSÃO ESTÁTICA; PRESSÃO DINÂMICA; PRESSÃO DE SERVIÇO.

13 CONCEITOS FUNDAMENTAIS PRESSÃO ESTÁTICA: Pressão da água quando ela está parada dentro da tubulação. O seu valor é medido pela altura que existe entre, por exemplo, o chuveiro e o nível da água no reservatório superior.

14 CONCEITOS FUNDAMENTAIS PRESSÃO ESTÁTICA NBR : Pressão estática deve ser menor que 40m.c.a.

15 CONCEITOS FUNDAMENTAIS PRESSÃO DINÂMICA: É a pressão verificada quando a água está em movimento, que pode ser medida também através de um manômetro. Esta pressão depende do traçado da tubulação e os diâmetros adotados para os tubos. O seu valor é a pressão estática menos as perdas de carga distribuída e localizada.

16 CONCEITOS FUNDAMENTAIS PRESSÃO DE SERVIÇO: Esta representa a pressão máxima que podemos aplicar a um tubo, conexão, válvula ou outro dispositivo, quando em uso norma. Neste caso, citamos o seguinte trecho da norma NBR5626: O fechamento de qualquer peça de utilização não pode provocar sobre-pressão em qualquer ponto da instalação que seja maior que 20 m.c.a. acima da pressão estática nesse ponto. Isto quer dizer que a pressão de serviço não deve ultrapassar a 60 m.c.a. pois é o resultado da máxima pressão estática (40.m.c.a.) somada a máxima sobre-pressão (20m.c.a.).

17 CONCEITOS FUNDAMENTAIS PERDA DE CARGA As colisões entre as partículas com as paredes dos tubos, dificultam o escoamento da água, o que gera a perda de energia. Podemos dizer então que o líquido perde pressão ou seja: houve perda de carga.

18 CONCEITOS FUNDAMENTAIS PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA: É aquela que ocorre ao longo da tubulação, pelo atrito da água com as paredes do tubo. Quanto maior o comprimento do tubo, maior será a perda de carga. Quanto menor o diâmetro, maior também será a perda de carga; LOCALIZADA: Nos casos em que a água sofre mudanças de direção como por exemplo nos joelhos, reduções, tês, ocorre ali uma perda de carga chamada de localizada. Isto é fácil de entender se pensarmos que nestes locais, há uma grande turbulência concentrada, a qual aumenta os choques entre as partículas daágua.

19 MATERIAIS E COMPONENTES 1. AÇO CARBONO GALVANIZADO; 2. COBRE;

20 MATERIAIS E COMPONENTES 3. FERRO FUNDIDO GALVANIZADO; 4. LIGA DE COBRE;

21 MATERIAIS E COMPONENTES 5. POLIETER REFORÇADO COM FIBRA DE VIDRO; 6. POLIETILENO;

22 MATERIAIS E COMPONENTES 7. PVC RÍGIDO; 8. FIBROCIMENTO;

23 MATERIAIS E COMPONENTES 9. CONCRETO; 10. IMPERMEABILIZANTES;

24 PROJETO

25 DEFINIÇÕES Água Fria: Água à temperatura dada pelas condições do ambiente. Água Potável: Água que atende ao padrão de potabilidade determinado pela Portaria nº 36 do Ministério da Saúde. Instalação Predial de Água Fria: Sistema composto por tubos, reservatórios, peças de utilização, equipamentos e outros componentes, destinado a conduzir água fria da fonte de abastecimento aos pontos de utilização.

26 RESPONSABILIDADE TÉCNICA O projeto de instalações prediais de água fria deve ser elaborado por projetista com formação profissional de nível superior, legalmente habilitado e qualificado. NORMA PERTINENTE NBR 5626:1998 Instalação predial de água fria.

27 REQUISITOS A SEREM ATENDIDOS 1. Preservar a potabilidade da água; 2. Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em qualidade adequada e com pressões e velocidades compatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos sanitários, peças de utilização e demais componentes; 3. Possibilitar manutenção fácil e econômica; 4. Evitar níveis de ruído inadequados a ocupação do ambiente; 5. Proporcionar conforto aos usuários, prevendo peças de utilização adequadamente localizadas, de fácil operação, com vazões satisfatórias e atendendo asdemais exigências do usuário.

28 ETAPAS DE UM PROJETO 1. Concepção do projeto; 2. Determinação das vazões; 3. Dimensionamento; 4. Detalhamento.

29 CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES Características do consumo predial (volumes, vazões máximas e médias, características da água, Etc; Características da oferta de água (disponibilidade de vazão, faixa de variação das pressões, constância do abastecimento, características daágua, etc; Necessidades de reservação, incêndio; inclusive para combate a No caso de captação local de água, as características da água, a posição do nível do lençol subterrâneo e a previsão quanto ao risco de contaminação.

30 1. PRESSÃO; CONSIDERAÇÕES GERAIS Sobrepressão < 20m.c.a (200KPa); Pressão estática < 40m.c.a (400KPa); Pressão mínima de serviço > 0,5m.c.a (5KPa). 2. VELOCIDADE; Velocidade máxima: 14 D ou 2,5m/s; (Evitar Ruídos) Velocidade mínima: Nada se recomenda.

31 1. SISTEMA DIRETO; SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO cavalete rede pública

32 2. SISTEMA INDIRETO; SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO cx.água cavalete rede pública

33 2. SISTEMA INDIRETO; SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO cx.água cavalete Bomba rede pública boia cx. água inferior

34 2. SISTEMA MISTO; SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO cx.água cavalete rede pública

35 Rede Pública Reservatório Superior Chave Bóia Extravasor ou Ladrão Dreno Barrilete Coluna de Distribuição Tubo de Recalque Ramais de Distribuição Ramais de Distribuição Ramais de Distribuição Conjunto Moto-Bomba Conjunto de Recalque Hidrômetro Tubo de Sucção Ramal Predial Cavalete Alimentador Predial Reservatório Inferior

36 ESTIMATIVA DE CONSUMO CONSUMO MÉDIO DIÁRIO (CD); Este valor é utilizado no dimensionamento do ramal predial, hidrômetro, ramal de alimentação, conjunto motobomba para recalque e reservatórios. A estimativa deste volume é feita com a utilização do consumo "per capita" para diferentes tipos de ocupações atribuídas à edificação.

37 Tipo da Edificação Unidade Consumo (litro / dia) Apartamento capital 200 Apartamento Luxo dormitório Quarto empregada 200 Residência Luxo capital Residência Médio Valor capital 150 Residência Popular capital Alojamento Provisório Obra capital 80 Apartamento de Zelador capital Edifício de Escritório ocupante real Escola - Internato capital 150 Escola - Externato aluno 50 Escola - Semi Internato aluno 100 Hospital e Casa de Saúde leito 250 Hotel c/ Cozinha, Lavanderia hóspede Hotel s/ Cozinha, Lavanderia hóspede 120 Lavanderia Kg roupa seca 30 Quartel soldado 150 Cavalaria cavalo 100 Restaurante refeição 25 Mercado m 2 de área 5 Garagem e Posto de Serviço automóvel 100 Rega de Jardim m 2 de área 1,5 Cinema e Teatro lugar 2 Igreja lugar 2 Ambulatório capita 25 Creche capita 50 Fábrica - Uso Pessoal operário Fábrica c/ Restaurante operário 100 Usina de Leite litro de leite 5 Matadouro grande animal 300 pequeno animal 150 Extraído de Macintyre, A.J. - Instalações Hidráulicas - Rio de Janeiro, Guanabara Dois, 1982.

38 ESTIMATIVA DE CONSUMO TEMOS: CD = P x Consumo per-capita onde: P = população ocupante da edificação.

39 ESTIMATIVA DE CONSUMO A população ocupante poderá ser calculada utilizando os seguintes critérios: 1 o critério: 5 pessoas por unidade residencial, caso de residência térrea; 2 o critério: 2 pessoas por dormitório + 1 pessoa por dormitório deempregada, emcaso de prédios deapartamentos;

40 ESTIMATIVA DE CONSUMO 3 o critério: Baseado em lotação máxima de ocupação das edificações, como segue: Escritório: 1 pessoa / 9 m 2 Lojas: 1 pessoa / 3 m 2 Depósitos: 1 pessoa / 10 m 2 Oficinas: 1 pessoa / 9 m 2 Hotéis: 1 pessoa / 15 m 2 Hospitais e consultórios: 1 pessoa / 15 m 2 Escolas: 1 pessoa / 15 m 2

41 ESTIMATIVA DE CONSUMO Dados: Um edifício residencial de apartamento: N 0 de pavimentos: 8 N 0 de apartamento por andar: 2 N 0 de dormitórios por apartamento: 2

42 ESTIMATIVA DE CONSUMO CD = P x 200 l / dia A população é estimada através do 2 o critério, resultando em: P = 8 andares X 2 apto p/ andar X 2 Dorm. p/ apto X 2 Hab. p/ dorm. P = 64 pessoas então: CD = 64 x 200 = l /dia

43 Rede Pública RAMAL PREDIAL E CAVALETE Chave Bóia Reservatório Superior Extravasor ou Ladrão Dreno Barrilete Coluna de Distribuição Tubo de Recalque Ramais de Distribuição Ramais de Distribuição Ramais de Distribuição Conjunto Moto-Bomba Conjunto de Recalque Hidrômetro Tubo de Sucção Ramal Predial Cavalete Alimentador Predial Reservatório Inferior

44 RAMAL PREDIAL E CAVALETE Características: Diâmetro mínimo da ligação é 3/4"(20mm) para residências e pequenos edifícios; A velocidade média da água no alimentador predial deverá estar entre 0,60 m/s e 1.0 m/s, segundo a norma NBR 5626.

45 Utilizando os dados do exemplo, tem-se: QR = 0,148 l/s RAMAL PREDIAL E CAVALETE Q R CD Aplicando a continuidade (Q=V.A),o diâmetro poderá ser calculado então por: V = 0,60 m/s 4 Q R RP Vr RP = 0,018 m = 3/4" ou 20 mm (Usualmente 25mm) O hidrômetro e o cavalete serão do mesmo diâmetro do. alimentador predial

46 DIMENSIONAMENTO DE RESERVATÓRIOS Normalmente, reserva-se no mínimo, o equivalente ao consumo diário (CD), mas é recomenda pela norma NBR , volume de reservação (VT) entre 1 CD 3. Além disto, deve-se reservar água para combater incêndio. A distribuição normal de volume de armazenamento recomendada é: Rs = 2/5 VT 40% Ri = 3/5 VT 60% A reserva de incêndio deverá ser armazenada, na sua totalidade, somente em umdos reservatórios. Se após a divisão, a capacidade de reservação em cada reservatório ultrapassar 5m 3, o reservatório deve ser compartimentado em pelo menos duas câmaras.

47 DIMENSIONAMENTO DE RESERVATÓRIOS Dimensionamento dos Reservatórios, utilizando os dados do exemplo: Para CD = l, armazenando 1,5 CD, tem-se: Volume de reservação: 1,5 x CD = l Este volume dividido nos reservatórios, obtém-se: Rs = 2/5 x = l Ri = 3/5 x = l Os valores acima calculados são os volumes úteis de operação dos reservatórios. A eles devem ser somados a reserva de incêndio e/ou volume de limpeza.

48 RESERVATÓRIO INFERIOR Respeitando as áreas previstas ou livres no projeto arquitetônico daedificação, pode-se calcular: Volume por compartimento: /2 = l. Como não há restrição de dimensão na planta de subsolo, adota-se as seguintes dimensões: Largura = 2,95 m Comprimento = 2,50 m Altura útil do reservatório, h util : hutil 5,76 vol 0, m 2,95x2,50 área 78

49 RESERVATÓRIO INFERIOR Adotando uma altura de limpeza para acumulo de lodo de H var = 0,12 m para evitar a entrada de impurezas do reservatório no sistema dedistribuição.

50 RESERVATÓRIO INFERIOR Valvula de Retenção Registro de Gaveta Conjunto de Recalque Aberturas para Inspeção Alimentador Predial Boia Boia Valvula de Pé e Crivo Reservatório Inferior

51 RESERVATÓRIO INFERIOR Sucção Sucção 0,10 B 0,10 B 0,10 0,10 Estravasor Dreno Dreno Estravasor Valvula de pé e crivo Valvula de pé e crivo L Projeção da inspeção 0,60 0,60 0,60 Boia Boia Projeção da inspeção 0,10 Alimentador predial

52 RESERVATÓRIO INFERIOR Inspeção Alimentador >0,15 <0,05 Nível max. >0,05 Boia 0,10 Extravasor H Volume útil Nível min. Sucção Hvar 0,10 Reserva de incêndio/ limpeza Valv.pé e crivo R.G. Dreno Canaleta de limpeza

53 RESERVATÓRIO SUPERIOR Das plantas e dos cortes da edificação pode-se dimensionar o Rs, o calculo da altura útil de armazenamento, h útil, para um volume de 3,84 m 3 por câmara e dimensões de 2,50 m decomprimento por 1,40 m de largura, tem-se: hutil 3,840 1, m 2,50x1,40 10

54 RESERVATÓRIO SUPERIOR Considerando todo volume de reserva de incêndio armazenada somente no Rs, estimado em torno de l(calculo deste volume será feito quando tratarmos de instalações prediais de combate a incêndio), tem-se altura da reserva de incêndio, hinc, : R.s. = /2 = l hinc 7,50 2, m 2,50x1,40 14

55 RESERVATÓRIO SUPERIOR 0,10 L 0,10 0,10 INSPEÇÃO 0,60 INCÊNDIO DRENO R,G, DISTRIBUIÇÃO b RECALQUE BOIA 0,60 EXTRAVASOR 0,10 BOIA 0,60 EXTRAVASOR R,G, INSPEÇÃO INCÊNDIO DISTRIBUIÇÃO DRENO b 0,10

56 RESERVATÓRIO SUPERIOR 0,10 0,10 0,10 0,10 R.G. INSPEÇÃO 0,10 0,10 RECALQUE <0,05 BOIA(Chave Automática) Nível Máximo de Operação >0,15 >0,05 EXTRAVASOR Hutil VOLUME ÚTIL BOIA(Chave Automática) Nível Mínimo de Operação Hvar LIMPEZA / INCÊNDIO 0,10 R.G. R.G. R.G. INCÊNDIO DISTRIBUIÇÃO DRENO

57 DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES DRENO: A tubulação de drenagem dos reservatórios devem ser calculados levando em consideração o tempo máximo deesvaziamento de 2 horas, através das seguintes equações: S A h 4 D S t

58 DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES DRENO RESERVATÓRIO INFERIOR (RI): S A S = 7,21x10-4 m2 t h S 2,95x2, ,90 4 D S 4 D 7,21x10^ 4 D = 0,030m, adotar diâmetro comercial acima, D = 32mm.

59 DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES DRENO RESERVATÓRIO SUPERIOR (RS): S A S = 6,50x10-4 m2 t h S 2,50x1,40 4 D S 4 D 6,50x10^ 4 D = 0,029m, adotar diâmetro comercial acima, D = 32mm ,25

60 DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES EXTRAVASOR: Normalmente adota-se um diâmetro comercial acima dos alimentadores dos reservatórios. Então tem-se: para R.I. D = 32 mm, e, para R.S. D = 32 mm(ver calculo do recalque).