DEA Instalações Hidráulicas e Sanitárias

Transcrição

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO DEA Instalações Hidráulicas e Sanitárias Prediais Curso: Engenharia Civil Prof. Diogo Costa Buarque diogo.buarque@gmail.com 1

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO UNIDADE I Instalações Prediais de Água Fria (IPAF) Prof. Diogo Costa Buarque 3

3 Projetos de uma Instalação Predial de Água Fria devem atender as Exigências e recomendações estabelecidas pela norma NBR 5626/1998 e pelo decreto N 9369/88 DMAE-PMPA: Preservar a potabilidade da água e garantir o fornecimento contínuo de água e em quantidade suficiente, amenizando ao máximo os problemas decorrentes da interrupção do funcionamento do sistema público de abastecimento; Respeitar os valores limites de pressões e velocidades no sistema, assegurando-se dessa forma o bom funcionamento dos componentes de uma instalação e, evitando-se assim, conseqüentes vazamentos e ruídos nas tubulações e aparelhos; Promover a economia de água e de energia e proporcionar conforto aos usuários através de técnicas de distribuição e reservação coerentes e adequadas propiciando p aos usuários boas condições de higiene e saúde. 4

4 Observar Tipo e características da edificação (térreo, edifício, indústria, escolas, hospitais, i estádios, sanitários i públicos, etc.) Consumos (atividades comercial, industrial, residencial, etc.) Fonte de abastecimento (pública e/ou particular) Sistema de distribuição (função da pressão na rede, características arquitetônicas, projeto de combate a incêndio, necessidade de reservação complementar) Reservação (volumes, materiais, manutenção, RI, RS, tubulações, bóia, etc.) Tubulações (locação, inspeções, interferências, i etc.) 5

5 Consumo de Água o De acordo com facilidade de diferenciação e necessidade de tarifas de energia diferenciadas: Doméstico Comercial Industrial Público 6

6 Consumo de Água o Fatores que influem no consumo de água: Características físicas do clima Renda familiar Características ti da habitação Características do abastecimento de água Características culturais da comunidade Tarifa!! 7

7 Consumo de Água 8

8 Consumo de Água 9

9 Consumo de Água o Variações no consumo: Variação anual crescimento com o tempo devido ao aumento da população ou alterações nos hábitos higiênicos e desenvolvimento industrial Variação mensal varia entre meses de inverno e verão Variação diária consumo diário associado as variações mensais Variação horária hora de pico e de consumo reduzido 10

10 Consumo de Água o Meio rural o Pequena cidade o Cidade Média 50 L/hab/dia 50 a 100 L/hab/dia 100 a 200 L/hab/dia o Grande cidade d 200 a 300 L/hab/dia o Cidades densamente povoadas 500 L/hab/dia 11

11 Consumo de Água o Para estimar o consumo em 200 L/hab/dia em uma cidade média: uso doméstico uso no local de trabalho 100 L/hab/dia 50 L/hab/dia usos diversos (restaurantes, t locais de diversão,etc) 25 L/hab/dia perdas 25 L/hab/dia TOTAL 200 L/hab/dia 12

12 Consumo de Água o A parcela de uso doméstico se distribui como: asseio pessoal bebida, cozinha sanitário i lavagem de casa e de roupa 50 L/hab/dia 15 L/hab/dia 20 L/hab/dia 15 L/hab/dia TOTAL 100 L/hab/dia 13

13 Cálculo da população a ser atendida Apartamentos e residências: (a) Dormitório de até 12 m 2 : 02 pessoas (b) Dormitório de mais de 12 m 2 : 03 pessoas Cinemas, teatros e templos: Cada 0,7 m 2 de áreas: 01 pessoas Valores de referência 14

14 Cálculo da população a ser atendida o Prédios públicos e comerciais FONTE: Creder (2006) Valores de referência 15

15 Cálculo da população a ser atendida Para prédios de apartamento ou residências: NP ( 3. NDs1 2. NDs2 NDe ). Naptos. Npav NP número de pessoas a serem atendidas NDs1 - número de dormitórios com área maior a 12 m 2 NDs2 número de dormitórios com área até 12 m 2 Nde número de dormitórios de serviço Naptos número de apartamentos Npav. número de pavimentos 16

16 Cálculo da população a ser atendida Exemplo 1: Prédio de padrão médio, com 8 pavimentos, 4 apartamentos por pavimento, 3 quartos por apartamento t (dois de 15 m 2 e um de 11 m 2 ) NP ( 3. NDs1 2. NDs2 NDe). Naptos. Npav NP ( ) pessoas 17

17 Cálculo da população a ser atendida Exemplo 2: Prédio de padrão médio, com 10 pavimentos, 4 apartamentos por pavimento, 3 quartos sociais i (dois de 15 m 2 e um de 11 m 2 ) e um de serviço por apartamento NP ( 3. NDs1 2. NDs2 NDe). Naptos. Npav NP ( ) pessoas 18

18 Cálculo do consumo médio CD C.NP CD consumo diário (L/dia) C consumo diário per capita (L/hab/dia) NP número de pessoas a serem atendidas (hab) 19

19 Número Mínimo de Aparelhos Uma vez determinado o número de ocupantes, é necessário definir quantos aparelhos sanitários deverão ser previstos. Segundo a LEI Nº Institui o Código de Edificações do Município de Vitória e dá outras providências, temos: o casas e apartamentos: 1(um) vaso, 1 (um) lavatório e 1 (um) chuveiro; o coletivo: 1 (um) vaso, 1 (um) lavatório e 1 (um) chuveiro para cada 10 (dez) pessoas; o hotéis e similares: 1 (um) vaso, 1 (um) lavatório, e 1 (um) chuveiro para cada 2 (duas) unidades de hospedagem; o escolas:1(um)vasoe1(um)lavatórioparacada25(vinteecinco) e 1 lavatório cada (vinte e cinco) pessoas; 20

20 Cálculo do consumo médio diário Exemplo: Prédio de padrão médio, com 10 pavimentos, 4 apartamentos por pavimento, 3 quartos sociais i (dois de 15 m 2 e um de 11 m 2 ) e um de serviço por apartamento NP ( 3. NDs1 2. NDs2 NDe). Naptos. Npav NP ( ) pessoas Como se trata de apartamentos, de acordo com a tabela o consumo C é de 200 L/dia/hab: /h CD C.NP CD L / dia 72m3/ dia 21

21 Número Mínimo de Aparelhos o locais de reunião de público: a) para até (três mil) pessoas: mínimo de 02 (dois) vasos e 1 (um) lavatório para cada 200 (duzentas) pessoas; b) acima de (três mil) pessoas: adotar os parâmetros da alínea a e, o que exceder a esse número, 1 (um) vaso para a cada grupo de 200 (duzentas) pessoas. o outras destinações: 1 (um) vaso e 1 (um) lavatório para cada 50 (cinqüenta) pessoas, por unidade autônoma ou conjunto de unidades autônomas; o Quando o número de pessoas for superior a 50 (cinqüenta) haverá, necessariamente, instalações sanitárias separadas por sexo; o Nos sanitários masculinos, 50% (cinqüenta por cento) dos vasos poderão ser substituídos por mictórios... 22

22 Ramal predial Tubulação compreendida entre a rede pública de abastecimento t e a instalação predial. O limite entre o ramal predial e o alimentador predial deve ser definido pelo regulamento da Companhia Concessionária de Água local. 23

23 Ramal predial Premissas de dimensionamento: Admite-se que o abastecimento de água seja contínuo A vazão é suficiente para suprir o consumo diário por 24 horas ( a pesar do consumo dos aparelhos variar ao longo deste período) Para distribuição direta: Q (L/s) Q Cdesc. P Cdesc coeficiente de descarga = 0,30 L/s Tabela de Pesos na seqüência Para distribuição indireta: P é a soma dos pesos correspondentes a todas as peças de utilização alimentadas através do trecho considerado (NBR 5626) Q CD Velocidades entre 0,60 m/s e 1,00 m/s Consulta a concessionária de distribuição Admite a alimentação continuamente durante 24 horas do dia atendendo o consumo diário (CD em L/dia) 24

24 Ramal predial Pesos dos aparelhos sanitários Q 0,3. P 1,7 0,3. P P P 1,7 0,

25 Ramal predial Exemplo 1: Edifício com 100 pessoas com consumo diário de l/dia com distribuição indireta Q CD Q ,23L / s 0,00023m3 / s Lembrando que : D min 2 A.D 4 Q AV. 4.Q min V. adota-se velocidades entre 0,6 m/s<v<1,0m/s 4.0, D min 0,022m 22,17mm D 20mm.0,6 Verificar!! 26

26 Ou, usar ábacos Q=023l/s 0,23 0,6 V 1,0 Di = 20 mm 27 Ábaco para tubulações de cobre e plástico27

27 Ramal predial Exemplo 2: Dimensionar o ramal predial de uma residência com distribuição direta, com cozinha, lavanderia e dois banheiros, com as seguintes peças de utilização Peças de utilização Quantidade Peso unitário Peso total Pia de cozinha 01 0,7 0,7 Tanque de lavar 01 0,7 0,7 Lavatórios ,3 06 0,6 Bidê 02 0,1 0,2 Caixa de descarga 02 0,3 0,6 Chuveiro 02 Elétrico 0,1 Misturador 04 0,4 0,8 P = 3,6 28

28 P = 3,6 Q C P Q 0,3 3,6 Q = 0,57 l/s 06 0,6 V 10 1,0 Di = 32 mm 29 Ábaco para tubulações de cobre e plástico 29

29 Ramal predial Exemplo 3: Dados do exemplo 2: Dimensionar o ramal predial de uma residência com distribuição direta, contendo cozinha, lavanderia e dois banheiros, com as seguintes peças de utilização Substituindo a caixa de descarga por válvula de descarga Peças de utilização Quantidade Peso unitário Peso total Pia de cozinha 01 0,7 0,7 Tanque de lavar 01 0,7 0,7 Lavatórios ,3 06 0,6 Bidê 02 0,1 0,2 Válvula de descarga Chuveiro 02 Elétrico 0,1 Misturador 0,4 0,8 Q = 2,46 l/s P =

30 Q=246l/s 2,46 0,6 V 1,0 Di = 60 mm O resultado mostra a inviabilidade de utilização de válvula de descarga com abastecimento por31 distribuição direta. 31

31 Ramal predial Tabela de ramais prediais, hidrômetros e abrigos Ramal Hidrômetro Abrigo Cavalete predial dimensões: diâmetro D diâmetro Consumo Vazão altura, largura e (mm) D (mm) provável característi profundidade (m) (m 3 /dia) ca (m 3 /h) ,85 x 0,65 x 0, ,85 x 0,65 x 0, x065x030 0,85 0,65 x 0, ,85 x 0,65 x 0, ,00 x 0,90 x 0,

32 Medidores ou hidrômetros e cavalete Os hidrômetros de volume têm duas câmaras de capacidades conhecidas que se enchem e se esvaziam sucessivamente, medindo dessa maneira, o volume de água que escoa pelo hidrômetro. São indicados para medições de vazões relativamente baixas e apresentam erros pequenos para essas medidas. Os hidrômetros de velocidade - número de rotações fornecidos por uma hélice ou turbina existentes no seu interior. Essas rotações são transmitidas a um sistema de relojoaria (seca, molhada ou selada) que registram num marcador (de ponteiros ou de cifras) ovolume de água escoado

33 Medidores ou hidrômetros e cavalete Tabela de ramais prediais, hidrômetros e abrigos (ver concessionárias) Ramal predial diâmetro D (mm) Consumo provável (m 3 /dia) Hidrômetro Vazão característica (m 3 /h) Cavalete diâmetro D (mm) Abrigo dimensões: altura, largura e profundidade (m) ,85 x 0,65 x 0, ,85 x 0,65 x 0, ,85 x 0,65 x 0, ,85 x 0,65 x 0, ,00 x 0,90 x 0,40 Exemplo 1: Para o caso do edifício com 100 pessoas com consumo diário de l/dia com distribuição ib i indireta e diâmetro do ramal predial de 25 mm. CD L / dia 20m 3 / dia 34 34

34 Alimentador predial Parte da tubulação que vai desde o ramal predial até a primeira derivação ou válvula do flutuador do reservatório 35

35 Alimentador predial A vazão a ser considerada para o dimensionamento do alimentador predial é obtida a partir do consumo diário: Q CD ,6 V 1,0 10 D min 4.Q min V. Q: vazão mínima a ser considerada no alimentador predial (m3/s) CD: consumo diário total (m3) V: velocidade do escoamento no alimentador predial (m/s) Dmin: diâmetro interno do alimentador predial (m) O dimensionamento também pode ser automático, adotando-se o valor calculado para o ramal predial No caso de sistema de abastecimento t direto o alimentador predial também tem a função de sistema de distribuição, devendo ser calculado como barrilete (cálculo visto a frente) No caso de alimentação por poço, ele dependerá apenas da vazão da bomba do poço, a qual deve ser verificada 36

36 Reservação Reservatório Superior Extravasor ou ladrão Chave Bóia Dreno Barrilete Tubo de Recalque Alimentador Predial Conjunto Moto-Bomba Ramais de Distribuição Ramais de Distribuição Ramais de Distribuição Coluna de Distribuição Hidrômetro Tubo de Sucção Ramal Predial Cavalete Reservatório Inferior Rede Pública 37

37 Reservação Os reservatórios ói domiciliares ili têm sido utilizados para compensar a falta de água na rede pública, resultante de falhas no funcionamento do sistema de abastecimento ou de programação da distribuição. Os principais inconvenientes do uso dos reservatórios domiciliares são de ordem higiênica, por facilidade de contaminação, do custo adicional e complicações na rede predial e devido ao possível desperdício de água durante a ausência do usuário. As conseqüências da existência dos reservatórios são mais graves para os usuários que se localizam próximos de locais específicos da rede de distribuição, como pontas de rede, onde, em geral, a concentração de cloro residual é às vezes inexistente. 38

38 Reservação Os reservatórios devem ser construídos com materiais de qualidade comprovada e estanque. Os materiais empregados na sua construção e impermeabilização não devem transmitir à água, substâncias que possam poluí-la. Devem ser construídos de tal forma que não possam servir de pontos de drenagem de águas residuárias ou estagnadas em sua volta. A superfície superior externa deve ser impermeabilizada e dotada de declividade mínima de 1:100 no sentido das bordas. Devem ser providos de abertura convenientemente localizada que permita o fácil acesso ao seu interior para inspeção e limpeza, e dotados de rebordos com altura mínima de 0,05 m. Essa abertura deverá ser fechada com tampa que evite a entrada de insetos e outros animais e/ou de água externa. 39

39 Reservação Quando for instalado um reservatório hidropneumático não se deve considerar no cálculo da reservação total o volume desse reservatório, devendo o reservatório inferior ter capacidade mínima igual ao CD; A reserva para combate a incêndios pode ser feita nos mesmos reservatórios da instalação predial de água fria, porém, à capacidade para esta finalidade devem ser acrescidos os volumes referentes ao consumo. A reserva de incêndio de cada tipo de sistema, sprinklers ou hidrantes, deve ser armazenada, na sua totalidade, somente em um dos reservatórios (superior ou inferior); Se a capacidade de cada reservatório ultrapassar 6 m 3, deve-se adotar dois compartimentos com todos os acessórios. 40

40 Reservação De acordo com a NBR 5626/98: A reservação (Rt) deve ser maior que o consumo diário (CD): Rt>CD Na prática, para edificações convencionais, adota-se uma reservação para um período de um dia (24 horas), admitindo-se uma interrupção no abastecimento durante este período A reservação mínima prevista para residências uni-familiares é de 500L: Rmin=500 L A reserva total deve ser menor que o triplo do consumo diário, evitando-se a reservação de grandes volumes: RT<3.CD Portanto: CD < Rt < 3.CD 41

41 Reservação Distribuição da reservação de acordo com a NBR 5626/98: Havendo somente um reservatório, este deverá estar em nível superior (Rs), e conter toda a reservação necessária. Havendo reservatório inferior e superior: a indicação prática para os casos usuais, recomenda 40% (2/5) do consumo diário no reservatório superior e 60% (3/5) no inferior. Reservas adicionais de combate a incêndio podem estar no Ri (no caso de sprinklers) e/ou Rs (no caso de hidrantes). Reservas adicionais para aparelhos de ar condicionado deve ser verificado junto ao projetista, podendo estar tanto no Rs, quanto no Ri. 42

42 Reservação Reservatório Superior Extravasor ou ladrão Chave Bóia Dreno Barrilete Tubo de Recalque Alimentador Predial Conjunto Moto-Bomba Ramais de Distribuição Ramais de Distribuição Ramais de Distribuição Coluna de Distribuição Hidrômetro Tubo de Sucção Ramal Predial Cavalete Reservatório Inferior Rede Pública 43

43 Reservatório inferior (Ri) Af função do reservatório ói inferior i é armazenar uma parte da água destinada ao abastecimento e deve existir quando: O reservatório superior não puder ser abastecido diretamente pelo ramal alimentador. O volume total a ser armazenado no reservatório superior for muito grande (principalmente em prédios de apartamentos). Quando a edificação apresenta mais de 4 pavimentos acima do nível médio da rua onde se localiza o distribuidor público. 44

44 Reservatório inferior (Ri) O volume do reservatório é estabelecido em função do consumo diário i (CD) e das necessidades de água para combate a incêndios (Vci), e do consumo de outros sistemas, como o de ar condicionado (Vac): Onde: VRi 0,6.CD ND.CD (Vci Vac ) VRi é ovolume do reservatório inferior i (m 3 ) ND é o número de dias de ocorrência de falta de água (usual de 0,5 a 2 dias, mas depende da região) Vci é o volume para combater incêndio por sprinklers (m 3 ) Vac é o volume necessário para o sistema de ar condicionado (m 3 ) 45

45 Reservatório inferior (Ri) Planta 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 46

46 Reservatório inferior (Ri) Corte Inspeção Alimentador >0,15 <0,05 Nível max. >0,05 Boia 0,10 Extravasor H Volume útil 50 cm Nível min. Sucção Hvar 0,10 Reserva de incêndio/ limpeza Valv.pé e crivo R.G. Dreno Canaleta de limpeza 47

47 Reservatório inferior (Ri) O diâmetro do tubo extravasor e limpeza é dimensionado considerando-se d uma bitola comercial imediatamente superior à bitola do alimentador predial, ou é dimensionada de acordo com a condição hidráulica dada por: h> J A B +V 2 /2g A B 48

48 Reservação Reservatório Superior Extravasor ou ladrão Chave Bóia Dreno Barrilete Tubo de Recalque Alimentador Predial Conjunto Moto-Bomba Ramais de Distribuição Ramais de Distribuição Ramais de Distribuição Coluna de Distribuição Hidrômetro Tubo de Sucção Ramal Predial Cavalete Reservatório Inferior Rede Pública 49

49 Reservatório superior (Rs) O reservatório superior deve ter capacidade adequada para atuar como regulador de distribuição e é alimentado por uma instalação elevatória ou diretamente pelo alimentador predial. O volume do reservatório é estabelecido em função do consumo diário (CD) e das necessidades de água para combate a incêndios (Vci), e do consumo de outros sistemas, como o de ar condicionado (Vac). VRs 0,4.CD (Vci Vac ) Onde: VRs é o volume do reservatório superior (m 3 ) Vci é o volume para combater incêndio (m 3 ) Vac é o volume necessário para o sistema de ar condicionado (m 3 ) 50

50 Reservatório superior (Rs) Planta 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 51

51 Reservatório superior (Rs) Corte 0,10 0,10 0,10 0,10 RG R.G. INSPEÇÃO 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 52

52 Reservatório superior (Rs) Corte Extravasor com diâmetro mínimo de 25 mm 53

53 Reservação Para cada compartimento, devem ser previstas as seguintes tubulações: Reservatório Inferior alimentação extravasor ou ladrão limpeza ou dreno respiro sucção para o conjunto motobomba de recalque para o RS sucção para o conjunto motobomba de incêndio Reservatório Superior alimentação extravasor ou ladrão limpeza ou dreno respiro saída para barrilete de distribuição da água de consumo saída para barrilete de incêndio 54

54 Reservação Exemplo: Em um edifício de apartamentos em que o CD é de 100 m 3 eo volume total a ser armazenado é de 1,5 CD, quais os volumes do Ri e Rs? Rt Ri Rs 3 1,5 100m 150m 3 VRi 0,6.CD ND.CD (Vci Vac ) VRs 0,4.CD (Vci Vac ) 150 (0, ,5 100) (0,4 100) Reservatório Inferior: Volume = 0,6 x ,5 x 100 = 110 m 3 Reservatório Superior: Volume = 0,4 x 100 = 40 m 3 55

55 Sistema elevatório Valvula de Retenção Registro de Gaveta Conjunto de Recalque Aberturas para Inspeção Alimentador Predial Boia Boia Valvula de Pé e Crivo Reservatório Inferior 56

56 Sistema elevatório 57

57 Sistema elevatório Dimensionamento da Bomba de Recalque Traçar primeiro o isométrico da instalação de recalque com todas as dimensões e peças; Definir a vazão de recalque mínima; Definir o período de funcionamento da bomba (N F ): NBR 5626/98 recomenda (item 5.3.3): Pequenos reservatórios tempo de enchimento < 1h Grandes reservatórios tempo de enchimento < 6h Vazão de recalque = CD/N F (m 3 /h) Diâmetro de recalque (Dr): Dr = diâmetro nominal do recalque (m) Dr 4 ' 1,3 Qr X Qr = vazão de recalque (m 3 /s) X = nº horas de funcionamento por dia (N F / 24 horas) 58

58 Sistema elevatório Assim, podemos determinar Dr em função do consumo diário (CD) e de N F, cujos valores são apresentados na tabela. Diâmetro de Sucção (Ds): adota-se um diâmetro igual ou imediatamente t superior ao da tubulação de recalque. Ds > Dr 59

59 Sistema elevatório Escolha da Bomba: passa pela determinação da vazão de recalque, Qr, e da altura manométrica total da instalação (Hm) 60

60 Sistema elevatório Escolha da Bomba: passa pela determinação da vazão de recalque, Qr, e da altura manométrica total da instalação (Hm) Hm = Hg + Hs + Hr Hm = altura manométrica; Hg = desnível entre o nível mínimo no RI e a saída de água no RS Hs = perda de carga na sucção Hr = perda de carga no recalque 61

61 Sistema elevatório Hm (m) Q (m3/h) 62

62 Sistema elevatório Considere: Hm = 62,4 m Q = L/s 63

63 Sistema elevatório Potência da Bomba: N N = potência em CV Qr = vazão recalcada (m 3 /s) Hm = altura manométrica (m) 75 = peso específico d água 1000 kgf/m 3 Qr Hm 75 = rendimento do conjunto elevatório Acréscimo da Potência sobre o calculado: Potência calculada (CV) Acréscimo (%) Até Acima de

64 Sistema elevatório Reservatório Inferior: tubulação de sucção Para evitar a entrada de ar na tubulação de sucção da bomba: h v 2 0,20m 2,5D 0,10m 1 2g Para evitar arraste do material de fundo: h 2 0,50 D e h 2 0,30 m 65

65 Barrilete e colunas de distribuição Reservatório Superior Extravasor ou ladrão Chave Bóia / Barrilete Dreno / Tubo de Recalque Alimentador Predial Ramais de Distribuição Conjunto Moto-Bomba Ramais de Distribuição Ramais de Distribuição Coluna de Distribuição Hidrômetro Tubo de Sucção Ramal Predial Cavalete Reservatório Inferior Rede Pública 66

66 Barrilete e colunas de distribuição O barrilete é a solução adotada para se limitarem as ligações ao reservatório. Trata-se de uma tubulação ligando as duas seções do reservatório superior, e da qual partem as derivações correspondentes às diversas colunas de distribuição. O traçado do barrilete depende exclusivamente da localização das colunas de distribuição (não devem ser utilizados ângulos diferente de 45º e 90º no traçado do barrilete). As colunas de distribuiçãoib i devem ser localizadasli de comum acordo com a equipe envolvida no projeto global do edifício (arquiteto, engenheiro do cálculo estrutural, etc.). 67

67 Barrilete e colunas de distribuição Dois tipos de sistema: Sistema unificado Sistema ramificado Ramificado Unificado 68

68 Barrilete unificado Colocam-se dois registros que permitem isolar uma ou outra seção do reservatório. Cada ramificação para a coluna correspondente tem seu registro próprio. Deste modo, o controle e a manobra de abastecimento, bem como o isolamento das diversas colunas, são feitos num único local da cobertura. Se o número de colunas for muito grande, prolonga-se o barrilete além dos pontos de inserção no reservatório 69

69 Barrilete ramificado Do barrilete saem derivações, as quais por sua vez dão origem a derivações secundárias para as colunas de distribuição. Ainda neste caso, na parte superior da coluna, ou na derivação do barrilete, próximo à descida da coluna, coloca-se um registro Esse sistema usado por razões de economia de encanamento. Tecnicamente, não é considerado tão bom quanto o primeiro. 70

70 Parâmetros hidráulicos de dimensionamento: VAZÃO Q R Ch Q 4 = 0,2 l/s P 4 =0,4 Q A CAF Lv Bd Cd Q 1 = 0,15 l/s Q 2 =0,1l/s Q 3 = 0,15 l/s P 1 = 0,3 P 2 = 0,1 P 3 = 0,3 Critério da máxima vazão provável: Q 0,3. P Q 0,3 0,3 0,4 Q 0,28 Q 0, 35 A A Q 3 4??? Essa diferença existe porque é muito improvável que tudo seja acionado conjuntamente 71

71 Parâmetros hidráulicos de dimensionamento: VAZÃO Tabela de vazões e pesos dos aparelhos sanitários 72

72 Parâmetros hidráulicos de dimensionamento: VELOCIDADE Velocidade d mínima: Não há Velocidade máxima: Menor ou igual a 3 m/s Menor ou igual a 14 x (D) 0,5 (D em metros) 73

73 Parâmetros hidráulicos de dimensionamento: PERDA DE CARGA + = Perda de carga Perda de carga distribuída Perda de carga localizada ada Total Ao longo da tubulação Em conexões, peças especiais, válvulas, etc Perda de carga total é função de: Viscosidade do fluído Rugosidade das paredes Comprimento da canalização Singularidades 74

74 Parâmetros hidráulicos de dimensionamento: PERDA DE CARGA Perda de carga distribuída: Perda de carga unitária (J) x Comprimento real da tubulação 75

75 Parâmetros hidráulicos de dimensionamento: PERDA DE CARGA Perdadecarga localizada: Método dos comprimentos equivalentes Comprimento equivalente: comprimento de tubulação que produzirá uma perda de carga distribuída igual à perda de carga localizada produzida pela peça. DN Fonte: Tigre 76

76 Parâmetros hidráulicos de dimensionamento: PERDA DE CARGA Perda de carga total (H): Perda de carga unitária x (comprimento real da tubulação + comprimento equivalente) H J lr le Onde: H = perda de carga total (m.c.a ou kpa) J = perda de carga unitária (m.c.a/m ou kpa/m) lr = comprimento real da tubulação (perdas distribuídas) le = comprimento equivalente (perdas localizadas) 77

77 Parâmetros hidráulicos de dimensionamento: PRESSÃO Condições estáticas (Desnível geométrico): Pressões não superiores a 400 kpa Condições dinâmicas (Desnível geométrico perdas de carga): Em qualquer ponto de utilização a pressão não deve ser inferior a 10kPa. Exceções: Ponto da caixa de descarga - mínimo de 5 kpa Ponto de válvula de descarga mínimo de 15 kpa Qualquer ponto da rede de distribuição pressões mínima de 5 kpa. Sobre-pressões admissíveis de até 200 kpa 78

78 Barrilete e colunas de distribuição Reservatório Superior Extravasor ou ladrão Chave Bóia Dreno Barrilete Tubo de Recalque Alimentador Predial Ramais de Distribuição Conjunto Moto-Bomba Ramais de Distribuição Ramais de Distribuição Coluna de Distribuição Hidrômetro Tubo de Sucção Ramal Predial Cavalete Reservatório Inferior Rede Pública 79

79 Barrilete e colunas de distribuição Depende exclusivamente da localização das colunas de distribuição, que devem estar de comum acordo com a equipe envolvida no projeto global do edifício: 1. colocar registro no início de cada coluna ; 2. determinar em cada trecho da coluna o somatório dos pesos; 3. calcular a vazão nos trechos da coluna; 4. determine a P para cada trecho do barrilete e em seguida, as vazões nos respectivos trechos; 5. avaliar perdas de carga; 6. estimativa dos diâmetros e verificações para o caso mais desfavorável, (determinar as pressões em todas as derivações do barrilete); 7. diâmetro mínimo do barrilete = 25 mm 8. determinar a pressão dinâmica mínima no início de cada coluna; Deve-se levar em conta a alimentação do aparelho que apresente a condição mais desfavorável geralmente o chuveiro do último pavimento 80

80 81 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES Pré-dimensionamento das tubulações Os diâmetros dos barriletes, colunas e ramais são determinados em função das vazões nos trechos e dos limites de velocidade (Velocidade máxima: menor que 3,0 m/s ou 14x D 1/2, a fim de não se produzirem ruídos excessivos) Método dos Diâmetros Equivalentes ou Vazão Máxima Possível uso simultâneo dos pontos de utilização. Ex: quartéis, escolas, cinemas, etc. Método da Vazão Máxima Provável recomendado para instalações de uso residencial e considera a probabilidade de uso simultâneo das peças: Q 0, 3 P O peso P é um dado experimental e estatístico e varia em função de três fatores: Tempo de uso do aparelho; Intervalo de tempo entre usos consecutivos; Vazão própria do aparelho. 81

81 Pré-dimensionamento das tubulações Uma mesma coluna pode ter dois ou mais trechos com diâmetros diferentes pois a vazão de distribuição diminui a medida que se atinge os pavimentos inferiores considerando critérios de economia ao se subdividir a coluna em vários diâmetros; Deve-se colocar um registro de gaveta no início de cada coluna; Sub-ramal é a canalização que liga oramalàpeça deutilização do aparelho sanitário; Os sub-ramais são pré-dimensionados em função do ponto de utilização que atendem; A tabela a seguir apresenta os diâmetros mínimos para os subramais para cada ponto de utilização; Em geral os construtores adotam diâmetro interno mínimo de 20mm e usam bucha de redução 20/15mm na espera para o ponto de utilização. 82

82 Pré-dimensionamento das tubulações DIÂMETROS MÍNIMOS PARA OS SUB-RAMAIS DE ÁGUA FRIA (PVC) 83

83 Modelo de cálculo pré-dimensionamento de tubulações Barrilete / coluna / ramal Pesos Perda de Diâmetro Velocidade carga unitária Diferença de cotas Pressão Sobe (-) disponível Desce(+) Comprimentos Perda de carga Pressão disponível residual Trecho Vazão Conexões Unitário Acumulado Real Equivalente Total Tubos e Total Registros P P (l/s) (mm) (m/s) (m/m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) Pressão requerida no ponto de utilização Planilha adaptada da NBR

84 Pré-dimensionamento das tubulações Para o dimensionamento do barrilete, colunas de água fria, ramais e subramais, preparar p uma planilha de acordo com o seguinte procedimento: 1) Preparar o esquema isométrico da rede e numerar cada nó; Coluna 2 - Introduzir na planilha a identificação de cada trecho; Coluna 3 - Determinar a soma dos pesos de cada trecho da rede Coluna 4 Preencher com a soma dos pesos acumulados; Coluna 5 - Calcular a vazão estimada para cada trecho Q 0, 3 Coluna 6 - Determinar diâmetro dos condutos em cada trecho nomograma de pesos e vazões (NOMOGRAMA EM ANEXO); Coluna 7 - Calcular a velocidade da água em cada trecho: V < 3,0 m/s e V< 14 x (D) 0,5 ; Coluna 8 - Calcular perda de carga unitária ou usar nomograma para o cálculo da perda; Para tubos de PVC: J 6 8,69 10 Q D 1,75 4,75 J (kpa/m) Q (l/s) D (mm) Coluna 9 - Determinar a diferença de cotas entre entrada e saída de cada trecho, considerando positiva quando a entrada tem cota superior à saída e negativa em caso contrário; P 85

85 Vazões em função da soma dos pesos, e diâmetros INTERNOS indicados para v < 3,0 m/s. 86

86 Pré-dimensionamento das tubulações Coluna 10 - Determinar a pressão disponível na saída de cada trecho, somando ou subtraindo a pressão residual na sua entrada. Esta é dada pela soma da pressão residual na entrada do trecho com a diferença de cota entre entrada e saída. Coluna 11 - Preencher o comprimento real de canalização no trecho. Coluna 12 -: Preencher com o comprimento equivalente em cada trecho. (TABELAS de comprimento equivalente) Coluna 13: Preencher com a soma de Lreal e Lequiv; Coluna 14: Preencher com o produto entre a perda de carga unitária i (coluna 8) e comprimento real; Coluna 15: Preencher com o produto entre a perda de carga unitária (coluna 8) e comprimento equivalente (coluna 12); Coluna 16: Preencher com o produto entre a perda de carga unitária (coluna 8) e comprimento total (coluna 13): Coluna 17: Preencher com a pressão disponível residual, dada pela diferença entre pressão disponível (coluna 10) e perda de carga total (coluna 16). Coluna 18: Preencher com a pressão requerida no ponto de utilização. Em qualquer ponto da rede predial de distribuição, a pressão da água em condições dinâmicas (com escoamento) deve ser superior a 5,0 kpa (0,5 mca). Nos pontos de utilização, a pressão mínima é 1,0 mca, exceto caixa de descarga (0,5 mca) e válvula de descarga é 15 kpa (1,50 mca) 87

87 Altura dos pontos de utilização Válvula de descarga 090 0,90-110m 1,10 Caixa de descarga suspensa* Caixa de embutir Caixa tipo acoplada ao vaso* Banheira* Bidê * Chuveiro Lavatório* Tanque Pia de cozinha Mictório 2,00 m 1,18 1,38 m 0,20 m 0,30 0,40 m 0,20 m 2,00 a 2,20 m 060m 0,60 0,90 m 1,10 m 1,10 m 1,05 m * Pontos que utilizam tubo flexível para conectar até a peça de utilização. 88

88 Retrossifonagem A retrossifonagem pode ocorrer em aparelhos que apresentam a entrada de água potável abaixo do plano de transbordamento dos mesmos. Desta forma, devido a um entupimento na saída destes aparelhos e ao aparecimento de sub-pressões nos ramais ou subramais a eles interligados, as águas servidas podem ser introduzidas nas canalizações que conduzem água potável, contaminando-a. Pode ocorrer com mais freqüência em vasos sanitários e bidês. 89

89 Proteção contra o refluxo Dispositivo de separação atmosférica padronizada 90

90 Proteção contra o refluxo Dispositivo de proteção contra o refluxo 91

91 Proteção contra a retrossifonagem Os aparelhos possíveis de provocar retrossifonagem devem: ser instalados em coluna, barrilete e reservatório independentes; podem ser instalados em coluna, barrilete e reservatório comuns a outros aparelhos ou peças, desde que seu sub-ramal esteja protegido por dispositivo quebra de vácuo; podem ser instalados em coluna, barrilete e reservatório comuns desde que a coluna seja dotada de coluna de ventilação. 92

92 Proteção contra a retrossifonagem Válvula de quebra-vácuo Evita a ocorrência de pressões negativas nas tubulações. Utilizada em alternativa às colunas de ventilação, em pontos susceptíveis de ocorrência de retrossifonagem. São empregadas para proteção de tubulações de grande diâmetro e pequena espessura de parede. Não permite fluxo de dentro para fora da tubulação. 93

93 Proteção contra a retrossifonagem A tubulação de ventilação deve seguir as seguintes características: Ter diâmetro igual ou superior ao da coluna de onde se deriva; Ser ligada à coluna a jusante do registro de passagem existente; Haver uma tubulação de ventilação para cada coluna que serve a aparelhos passível de provocar retrossifonagem; Ter sua extremidade livre acima do nível máximo admissível do reservatório superior. 94

94 Proteção contra a retrossifonagem Esquema da ventilação da coluna NBR

95 0,15 m 2,30 m CAF 1 1 vaso sanitário c/ cx de descarga acoplada - VS 1 banheira BA 1Bidê BD 1 chuveiro - CH 1 lavatório - Lav 0,30 m 2,85 m 0,35 m RG Lav 10 a 0,60 m 0,70 m 0,70 m b 1,3 30 m e RP CH 0,90 m 0,90 m 0,90 m c 0,10 m 1,30 m VS 0,40 m BD 0,40 m Isométrico dos banheiros atendidos pela CAF 1 e CAF 3 d BA 0,30 m