FACULDADE ASSIS GURGACZ FAG

Transcrição

1 FACULDADE ASSIS GURGACZ FAG INSTALAÇÃOES PREDIAIS DE ESGOTOS SANITÁRIOS ENGENHARIA CIVIL INSTALAÇÕES PREDIAIS LUIZ HENRIQUE BASSO

2 Instalações de Esgoto Sanitário As instalações de esgoto sanitário destinam-se a coletar e encaminhar ao local indicado pelo poder público competente, os despejos provenientes da água utilizada na edificação, para fins higiênicos. A norma brasileira NBR 8160/1999 estabelece as condições técnicas mínimas que devem nortear esses projetos, cujas premissas básicas são as seguintes: Rápido escoamento dos esgotos sanitários; Fácil desobstrução; Impedimento da passagem de gases e animais do interior das instalações para o exterior; Impedimento de acúmulo de gás no interior das tubulações. As instalações de esgotamento sanitário podem ser divididas, quanto à possibilidade de acesso dos gases provenientes do coletor público ou dos dispositivos de tratamento, em duas partes. A primeira dessas, denominada de instalações primárias, permite o acesso dos gases e na outra parte, denominada de instalações secundárias, é vedada a entrada desses gases. O desconector é o dispositivo que separa essas duas partes, interpondo um fecho hídrico que impede a passagem dos gases da instalação primária para a secundária. Critérios de Dimensionamento das Tubulações As instalações de esgotamento sanitário funcionam, sempre que possível, com escoamento livre. O dimensionamento deste tipo de instalação como tal, entretanto, torna-se complexo, tendo em vista a ocorrência de escoamento gradualmente e bruscamente variado no interior dos condutos. Assim, para facilitar o processo de dimensionamento, foram criadas as unidades Hunter de contribuição associadas aos aparelhos, para fins de dimensionamento das tubulações. A unidade Hunter é um número que leva em consideração a 2

3 probabilidade de simultaneidade de uso, associada à vazão dos aparelhos sanitários em hora de contribuição máxima. Tubo de queda Quadro 4 Ramal de esgoto Quadro 3 Coluna de ventilação Quadro 8 Ramal de descarga - Quadro 1 Ramal de esgoto - Quadro 3 Caixa sifonada com grelha Figura - Indicações para terminologia e dimensionamento Ramal de ventilação Quadro 7 A Figura acima mostra parte de uma instalação sanitária, com a finalidade de esclarecer algumas denominações específicas que recebem as tubulações, bem como para indicar os quadros que ajudam a dimensionar essas tubulações em função do valor da unidade Hunter recebido pela tubulação. Algumas denominações específicas estão relacionadas a seguir, bem como a sua finalidade: Ramal de descarga, tubulação destinada a receber efluentes diretamente dos aparelhos sanitários; Ramal de esgoto, tubulação destinada a receber efluentes dos ramais de descarga; Tubo de queda; tubulação vertical destinada a receber efluentes de subcoletores, ramais de esgoto e ramais de descarga; Subcoletor, tubulação destinada a receber efluente de um ou mais tubos de queda ou ramais de esgoto; 3

4 Coletor predial, tubulação compreendida entre o sistema público ou particular de coleta local e a última inserção do subcoletor, ramal de esgoto ou de descarga; Ramal de ventilação, tubo de ventilação ligado a desconector ou ramal de descarga, por um lado, e à coluna de ventilação ou tubo ventilador primário, pelo outro lado; Coluna de ventilação, tubo de ventilação vertical que tem a extremidade superior aberta à atmosfera, ou a tubo ventilador primário; Barrilete de ventilação, tubo horizontal que recebe dois ou mais tubos ventiladores, com a extremidade superior aberta à atmosfera; Tubo de ventilação, tubulação destinada à exaustão dos gases e admissão de ar atmosférico no interior da instalação primária, para proteger os fechos hídricos dos desconectores de ruptura e manter o escoamento livre nos condutos; Tubo ventilador primário, o prolongamento do tubo de queda com a extremidade superior aberta à atmosfera. 4

5 Quadro 1- Unidades Hunter de contribuição dos aparelhos sanitários e diâmetros nominais dos ramais de descarga Aparelho Diâmetro Número de unidades nominal do Hunter de ramal de contribuição descarga DN Banheira de residência 2 40 Bebedouro Bidê 1 40 Chuveiro de residência 2 40 Chuveiro coletivo 4 40 Lavatório de residência 1 40 Lavatório geral 2 40 Mictório válvula de descarga 6 75 Mictório caixa de descarga 5 50 Mictório descarga automática 2 40 Mictório de calha por metro 2 50 Pia de residência 3 50 Pia de cozinha industrial preparação 3 50 Pia de cozinha industrial lavagem de 4 50 panelas Tanque de lavar roupas 3 50 Máquinas de lavar louças 2 50 Máquinas de lavar roupas 3 50 Vaso sanitário

6 Quadro 2 Diâmetro nominal versus unidades Hunter de contribuição Diâmetro nominal do ramal de descarga DN Número de unidades Hunter de contribuição Quadro 3 Dimensionamento de ramais de esgoto Diâmetro nominal do tubo DN Número máximo de unidades Hunter de contribuição

7 Quadro 4 Dimensionamento de tubos de queda Número máximo de unidades Hunter de contribuição Diâmetro nominal do Prédio de até 3 Prédio com mais de três pavimentos tubo DN pavimentos Em 1 pavimento Em todo o tubo Observações: O diâmetro mínimo recomendado para o tubo de queda que recebe efluentes de vaso sanitário é de 100 mm; O diâmetro mínimo de tubo de queda que recebe efluente de pias de copa, cozinha ou despejo é 75 mm; O diâmetro do tubo de queda deve ser maior ou igual ao da tubulação a ele ligada. Quadro 5 Dimensionamento de coletores prediais e subcoletores Diâmetro nominal do tubo Número máximo de unidades Hunter de contribuição declividades mínimas (%) DN 0, Observação: Diâmetro nominal mínimo para o coletor predial: 100 mm 7

8 Quadro 6 Distância máxima de um desconector ao tubo ventilador Diâmetro nominal do ramal de descarga DN Distância máxima 40 1, , , ,40 Quadro 7 Dimensionamento de ramais de ventilação Grupo de aparelhos sem vasos sanitários Grupos de aparelhos com vasos sanitários Número de unidades Hunter de contribuição Diâmetro nominal do ramal de ventilação DN Números de unidades Hunter de contribuição Diâmetro nominal do ramal de ventilação DN até Até a a a

9 Quadro 8 Dimensionamento de colunas e barriletes de ventilação Diâmetro nominal do tubo de queda Número de unidades Diâmetro nominal mínimo do tubo de ventilação ou ramal de Hunter de esgoto DN contribuição Comprimento máximo permitido (m)

10 Caráter Geral das Condições para o Melhor Desempenho das Instalações de Esgotamento Sanitário Ramais de descarga Os ramais de descarga dos vasos sanitários, caixas ou ralos sifonados, caixas retentoras e sifões devem ser ligados, sempre que possível, diretamente a uma caixa de inspeção ou então a outra tubulação primária perfeitamente inspecionável. A inserção de um ramal de descarga ou de esgoto no coletor predial, subcoletor ou em outro ramal de esgoto deve ser feita, de preferência, mediante caixa de inspeção ou então com junção simples de ângulo não superior a 45º, devendo, neste último caso, ser o mesmo ramal provido de peça de inspeção. Tubos de queda O tubo de queda deve ter diâmetro uniforme, sempre que possível, e ser instalado em um único alinhamento reto. Nas interligações de tubulações horizontais com verticais devem ser empregadas junções a 45º simples ou duplas ou tês sanitários, sendo vedado o uso de cruzetas sanitárias. Coletores prediais e subcoletores O coletor deve ser de preferência retilíneo, devendo ser colocadas caixas de inspeção ou peças de inspeção, que permitam a limpeza e desobstrução dos trechos adjacentes nas deflexões impostas pela configuração do prédio ou do terreno. No dimensionamento dos coletores e subcoletores deve ser considerado apenas o parelho de maior descarga de cada banheiro de prédio residencial, para cômputo do número de unidades Hunter de contribuição. Nos demais casos, devem ser considerados todos os aparelhos contribuintes para o cálculo do número de unidades Hunter de contribuição. 10

11 Ventilação A ventilação do sistema de esgotamento sanitário pode ser realizada por meio de ventilação primária somente ou por ventilação primária acrescida de ventilação secundária. O primeiro caso corresponde à ventilação proporcionada pelo ar que escoa no tubo de queda, quando prolongado até a atmosfera. A ventilação secundária é realizada por colunas, ramais ou barriletes específicos para ventilação. É recomendável, em prédios de um só pavimento, a existência de pelo menos um tubo ventilador de DN 100, ligado diretamente à caixa de inspeção ou em junção ao coletor predial, subcoletor ou ramal de descarga de um vaso sanitário e prolongado até acima da cobertura desse prédio. Em prédios de dois ou mais pavimentos, os tubos de queda devem ser prolongados acima da cobertura, sendo todos os desconectores (vasos sanitários, sifões e caixas sifonadas) providos de ventiladores individuais ligados à coluna de ventilação. Todo desconector deve ser ventilado. A distância do desconector à ligação do tubo ventilador que o serve, não deve exceder os limites indicados no Quadro 6. A ligação de um tubo ventilador a uma tubulação horizontal deve ser feita acima do eixo da tubulação, elevando-se o tubo ventilador até 15 cm, ou mais, acima do nível de transbordamento da água do mais alto dos aparelhos servidos. Antes de ligar-se a outro tubo ventilador. A extremidade do tubo ventilador primário ou coluna de ventilação deve estar situada acima da cobertura do edifício a uma distância de no mínimo 30 cm, no caso de telhado ou de simples laje de cobertura, e 2,00 m, no caso de laje utilizada para outros fins além de cobertura. Neste último caso, deve ser devidamente protegido contra choques ou acidentes que possam danifica-la. A extremidade aberta de um tubo ventilador primário ou coluna de ventilação não deve estar situada a menos de 4,00 m de distância de qualquer janela, porta ou outro vão de ventilação, salvo se elevada pelo menos 1,00 m acima das vergas dos respectivos vãos. 11

12 Desconectores Em todas as instalações de esgoto sanitário devem ser colocados desconectores ventilados. Todos os aparelhos da instalação predial de esgotos sanitários devem ser ligados a tubulações primárias, com a interposição dos desconectores colocados o mais próximo possível desses aparelhos, excetuando-se os que trazem um desconector como parte integrante de sua estrutura, tais como vasos sanitários e aqueles que são protegidos em grupos por um só sifão, caixa ou ralo sifonado. As pias de copa e de cozinha devem ser dotadas de sifões, mesmo quando forem ligadas a caixas retentoras de gordura. Todo desconector deve satisfazer às seguintes condições: ter fecho hídrico com altura mínima de 50 mm; apresentar orifício de saída com diâmetro igual ou maior ao do ramal de descarga a ele ligado. Os sifões devem ter fecho hídrico com altura mínima de 50 mm e devem ser munidos de bujões com rosca na parte inferior ou qualquer outro meio para fácil limpeza e inspeção. As caixas sifonadas devem ter as seguintes características: fecho hídrico com altura mínima de 50 mm; DN 100, quando receberem efluentes de aparelhos sanitários até o limite de 6 UHC; DN 125, quando receberem efluentes de aparelhos sanitários até o limite de 10 UHC; DN 150, quando receberem efluentes de aparelhos sanitários até o limite de 15 UHC; o ramal de esgoto da caixa sifonada deve ser dimensionado pelo quadro 3, levando em consideração a soma das UHCs dos aparelhos que contribuem para a mesma. Para coletar os despejos de lavatório, bidê, banheira, chuveiro e tanque de lavagem, assim como as águas provenientes de lavagens de pisos, podem 12

13 ser instaladas caixas sifonadas com grelhas, também designadas por ralos sifonados, ligadas, sempre que possível, diretamente a uma caixa de inspeção ou, através de junção, a uma tubulação primária provida de peça de inspeção. As caixas sifonadas devem ser instaladas em locais que permitam fácil inspeção. Em casos excepcionais, quando de todo não for possível evitar, podem ser instaladas caixas sifonadas com grelha em áreas ou pátios descobertos, desde que estas áreas estejam cimentadas ou ladrilhadas. Essas caixas devem ser colocadas de forma que as águas pluviais, que devem ter seu esgotamento por tubulação própria, não o façam por elas. A caixa sifonada pode ser substituída por sifão quando a instalação deste dispositivo preencher as seguintes condições: Permitir sua fácil e imediata limpeza ou desobstrução, sem auxílio de andaimes ou outros meios especiais; Permitir o acesso ao bujão de limpeza pela própria unidade autônoma em que ele esteja instalado. As caixas sifonadas especiais devem ter as seguintes características: Fecho hídrico com altura mínima de 20 cm; Quando cilíndricas, devem ter o diâmetro interno mínimo de 30 cm e, quando prismáticas de base poligonal, devem permitir na base a inscrição de um círculo de diâmetro mínimo de 30 cm; Devem ser fechadas hermeticamente com tampa de ferro fundido, facilmente removível; Devem ter orifício de saída com o diâmetro nominal não inferior a DN 75. Os esgotos provenientes de máquinas de lavar roupa e/ou tanques situados em pavimentos superpostos, podem ser descarregados em tubos de queda exclusivos, com caixa sifonada especial instalada no seu final. 13

14 Caixas retentoras de gordura É recomendado o uso de caixa retentora de gordura nos esgotos sanitários que contiverem resíduos gordurosos provenientes de pia de copas e cozinhas; deve ser instalada em local de fácil acesso e boas condições de ventilação e fechada hermeticamente com tampa removível. As pias de cozinha instaladas superpostas, em vários pavimentos, devem descarregar em tubos de queda que conduzam os esgotos para caixas retentoras de gordura coletivas, sendo vedado neste caso, o uso de caixas individuais nos andares. As caixas retentoras de gordura podem ser dos seguintes tipos: a) Pequena (CGP), cilíndrica, com as seguintes dimensões: diâmetro interno 30 cm; parte submersa do septo 20 cm; capacidade de retenção 18 litros; diâmetro nominal da tubulação de saída DN 75; b) Simples (CGS), cilíndrica, com as seguintes dimensões mínimas: diâmetro interno 40; parte submersa do septo 20 cm; capacidade de retenção 31 litros; diâmetro nominal da tubulação de saída DN 75; c) Dupla (CGD), cilíndrica, com as seguintes dimensões mínimas: diâmetro interno 60; parte submersa do septo 35 cm; capacidade de retenção 120 litros; diâmetro nominal da tubulação de saída DN 100; d) Especial (CGE), prismática, de base retangular, com as seguintes características: distância mínima entre o septo e a saída 20 cm; volume da câmara de retenção de gordura obtido pela fórmula: V = 2N

15 Onde: N = número de pessoas servidas pelas cozinhas que contribuem para a caixa de gordura; V = volume em litros; altura molhada 60 cm; parte submersa do septo 40 cm; diâmetro nominal da tubulação de saída DN 100 Para a coleta de apenas uma paia de cozinha pode ser usada a caixa retentora de gordura pequena (a). Para coletar esgotos gordurosos provenientes de uma ou duas cozinhas deve ser usada, no mínimo, a caixa retentora de gordura simples (b). Acima de duas, até o limite de doze cozinhas, deve ser usada, no mínimo, a dupla (c). Acima de doze cozinhas, ou ainda, para cozinhas de restaurantes, escolas, hospitais, quartéis etc., devem ser usadas caixas retentoras de gordura especiais (d). As caixas retentoras de gordura devem ser divididas em duas câmaras, uma receptora e outra vedadora, separadas por um septo não-removível. A parte submersa do septo deve ter 20 cm, no mínimo, abaixo do nível da geratriz inferior da tubulação de saída, enquanto que a parte emersa deve ter 20 cm acima do mesmo nível. 15

16 Exemplo: Dimensione uma caixa de gordura para atender a 215 pessoas numa mesma cozinha. O volume será: V = 2N + 20 V = 2 x = 450 l = 0,450 m 3 Chamando: V ce = volume da 1ª câmara (entrada) V cs = volume da 2º câmara (saída) A relação entre os volumes das câmaras deverá ser de 2:1, ou seja, a câmara de entrada deverá ter o dobro da câmara de saída, logo: V = V ce + V cs V ce = 2 V cs donde: V = 3 V cs ou V cs =V/3 V cs = 450 = 150 l e V ce = 2 V cs, V ce =300 l 3 Ficando em 0,50 m a largura e 0,60 m a profundidade, teremos: 1º Compartimento: Comprimento x = 0,300 = 1,00 m 0,50 x 0,60 2º Compartimento: Comprimento y = 0,150 = 0,50 m 0,50 x 0,60 Portanto, a caixa retentora de gordura terá no 1º compartimento, ou seja, no depósito propriamente dito, 300 litros, e no 2º compartimento, isto é, na câmara de saída, 150 litros. Caixas de inspeção As caixas de inspeção devem ter: Profundidade máxima de 1,00 m; 16

17 forma prismática, de base quadrada ou retangular, com dimensões internas de 60 cm de lado (mínimo) ou cilíndrica com diâmetro mínimo igual a 60 cm; tampa facilmente removível e permitindo perfeita vedação; fundo construído de modo a assegurar rápido escoamento e evitar formação de depósito. Caixas de passagem As caixas de passagem devem ter as seguintes características: Quando cilíndricas, diâmetro mínimo de 15 cm e, quando prismáticas de base poligonal, permitir na base a inscrição de um círculo de diâmetro mínimo de 15 cm; providas de grelha ou tampa cega; altura mínima de 10 cm; tubulação de saída dimensionada pelo quadro 3 para ramais de esgotos. As caixas de passagem não podem ser usadas para receber despejos fecais; as que recebem efluentes de pias e cozinhas ou mictórios devem ser providas de tampa hermética. Poços de visita Os poços de visita devem ter: Profundidade maior que 1,00 m; forma prismática, de base quadrada ou retangular, com as dimensões internas de 1,10m de lado (mínimo) ou cilíndrica com diâmetro mínimo de 1,10 m; degraus que permitam o acesso ao interior; tampa removível que garanta perfeita vedação; fundo constituído de modo a assegurar rápido escoamento e evitar formação de depósitos; 17

18 duas partes (câmara de trabalho e câmara de acesso ou chaminé de acesso); câmara de acesso com diâmetro interno mínimo de 60 cm. Tubos Operculados Os tubos operculados devem ser instalados junto às curvas dos tubos de queda, todas as vezes que elas forem inatingíveis pelas varas de limpeza introduzidas pelas caixas de inspeção ou por outras peças de inspeção existentes na instalação. Os tubos operculados devem ter as seguintes características: abertura suficiente para permitir as desobstruções com a utilização de equipamentos manuais e mecânicos; tampa hermética removível. Aparelhos sanitários Somente podem ser instalados aparelhos sanitários que permitam fácil limpeza e remoção e que impossibilitem a contaminação da água potável. Os aparelhos sanitários devem satisfazer as normas específicas da ABNT. Os vasos sanitários devem ser dotados de fecho hídrico mínimo de 50 mm, providos ou não de orifício de ventilação no colo alto do desconector. Para uso coletivo em quartéis, escolas, indústrias etc., podem ser usados vasos sanitários tipo turco. Todos os aparelhos sanitários, exceto vasos sanitários e lavadores de comadre, devem ser providos de grelhas ou crivos nos orifícios de saída, para impedir a intromissão de corpos sólidos que possam obstruir as tubulações. Elementos Necessários Para Elaboração de Projeto Para a elaboração do projeto das instalações prediais de esgotos sanitários, são necessários: a) Definição completa dos elementos do projeto de arquitetura do edifício. Plantas, cortes e fachadas. 18

19 b) Definição completa dos projetos de estruturas e de fundações, com pelo menos a planta de fôrmas. c) Definição da possibilidade de ligação da instalação em coletor público: normalmente pela frente do lote; d) Definição dos demais projetos de instalação do edifício: água fria, água quente, águas pluviais, combate a incêndios, gás, vapor, vácuo, oxigênio, instalações elétricas etc. e) No caso de impossibilidade temporária ou definitiva de ligação em coletor público, todos os elementos necessários ao projeto da Instalação para Destino Final. Atividades Necessárias para Elaboração de Projeto O projeto das instalações prediais de esgotos sanitários compreenderá as seguintes atividades: a) Definição de todos os pontos de recepção de esgotos. b) Definição do ponto ou dos pontos de destino; definição do coletor predial. c) Definição e localização das tubulações que transportarão todos os esgotos dos pontos de recepção ao ponto ou pontos de destino. Definição das inspeções. d) Definição e localização das tubulações necessárias à ventilação das tubulações primárias. e) Definição e localização da instalação elevatória e da instalação para destino final, quando for o caso. f) Determinação, para cada trecho das tubulações projetadas, do número de unidades Hunter que lhe corresponde. g) Especificação de materiais, dispositivos e equipamentos a serem utilizados. h) Determinação dos diâmetros das tubulações e dimensionamento da instalação elevatória, quando houver. 19

20 i) Fixação de disposições construtivas. j) Relação de materiais e equipamentos. k) Apresentação do projeto com implantação, plantas baixas e detalhes. l) Tabelas, memoriais, ART e desenhos. 20

21 Materiais Os materiais normalmente empregados são: tubos e conexões de ferro fundido, tubos de aço galvanizado e conexões de ferro maleável, tubos de chumbo, tubo e conexões de cerâmica vidrada de fibrocimento e de PVC rígido. Exemplo a) Projetar a instalação de esgoto sanitário do banheiro de um estabelecimento comercial, mostrado na figura a seguir e dimensionar os ramais de descarga e de esgoto; b) Dimensionar o ramal de ventilação; c) Dimensionar o tubo de queda, a coluna de ventilação e o coletor predial que recebe o esgoto do banheiro em questão, sabendo-se que estes condutos devem atender aos 5 andares do edifício, com o mesmo tipo de instalação. 21

22 Solução: 1. Lançamento da rede: 2. Dimensionamento: a) Dimensionamento dos ramais de descarga e esgoto Trecho Unidades Diâmetro Nominal Hunter mm Observações Chuveiro caixa sifonada 4 40 Ver Quadro 1 Lavatório caixa sifonada 2 40 Ver Quadro 1 Caixa sifonada tubo de 6 50 Ver Quadro 3 queda Vaso sanitário tubo de queda Ver Quadro 1 b) Dimensionamento do ramal de ventilação O ramal de ventilação será dimensionado para atender o desconector e o vaso sanitário auto-sifonado. Assim, entrando no Quadro 7 com 12 unidades Hunter geradas nesta instalação tem-se DN = 50 mm. 22

23 c) Dimensionamento do tubo de queda, coluna de ventilação e coletor predial Considerando a totalidade do esgoto efluente dos banheiros desta edificação, tem-se 60 unidades Hunter de contribuição. Com base nesse número, obtém-se: pelo Quadro 4 diâmetro do tubo de queda = 100 mm; pelo Quadro 8 diâmetro da coluna de ventilação = 75 mm, para uma coluna de, aproximadamente, 15,0 m; pelo Quadro 5 diâmetro do coletor predial = 100 mm com declividade de 1%. Resulstado: 23

24 Bibliografia Consultada Para Elaboração da Apostila CREDER, Hélio Instalações Hidráulicas e Sanitárias 5º Edição Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos Editora, BAPTISTA, Márcio e LARA, Márcia Fundamentos de Engenharia Hidráulica 2º Edição Belo Horizonte Editora UFMG, COELHO, Ronaldo Sérgio de Araújo Instalações Hidráulicas Domiciliares Rio de Janeiro Antenna Edições Técnicas Ltda, GONÇALVES, Orestes Marraccini e OLIVEIRA, Lúcia Helena Sistemas Prediais de Águas Pluviais Texto Técnico - São Paulo Escola Politécnica da USP, BOHN, Adolar Ricardo Instalação Predial de Água Quente Apostila Centro Tecnológico, Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina,

25 ANEXO 1 ESGOTO SANITÁRIO EM PLANTA BAIXA DE PAVIMENTO SUPERIOR 25

26 ANEXO 2 DETALHE DE ESGOTO SANITÁRIO 26