Compostas pelas instalações de água (hidro) e as instalações de esgoto (sanitárias). INSTALAÇÃO DE ÁGUA FRIA

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1 DISCIPLINA :INSTALAÇÕES HIDRAÚLICAS PROF.ª KELLY GALVÃO INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS Compostas pelas instalações de água (hidro) e as instalações de esgoto (sanitárias). As Instalações de Água podem ser: a) Instalações de Água Fria b) Instalações de Água Quente INSTALAÇÃO DE ÁGUA FRIA 1) Conjunto de reservatórios, tubulações, equipamentos e dispositivos diversos existentes a partir do ramal predial, com finalidade de manter a água sob boa qualidade e em quantidade satisfatória. Normas que regulamentam as instalações de água fria NB-92/80 e NBR ) Projeto de Instalações é o conjunto de plantas que se destinam a orientar e garantir a qualidade, quantidade, conforto, economia e higiene. 3) Projeto Completo de Instalações de Água compreende: a) Planta, cortes, detalhes e vistas isométricas (perspectiva a cavaleira), com dimensionamento e traçado dos condutores. b) Memorial descritivo, justificativa de cálculos c) Específicação do material e normas para a sua aplicação d) Orçamento, compreendendo o levantamento das quantidades e dos preços unitário e global da obra e) Escalas usuais para desenho dos projetos 1:50 ou 1:100 Detalhes e isométricos 1:25 ou 1:20 Elementos necessários para elaboração do projeto: Para elaborar um projeto de instalações são necessárias as plantas completas do projeto de arquitetura ( planta baixa, fachadas, cortes, locação, cobertura, locação e situação), bem como uma correta definição do padrão da instalação, que poderá ser feita em comum acerto com o proprietário; dependendo do porte da obra ou de sua complexidade, deve consultados os demais projetistas envolvidas na elaboração de todos os projetos da edificação. TERMINOLOGIA Alimentador predial Tubulação compreendida entre o ramal predial e a primeira derivação ou válvula de flutuador do reservatório. Aparelho sanitário Aparelho destinado ao uso de água para fins higiênicos ou para receber dejetos e/ou águas servidas.

2 Automático de boia Dispositivos instalado no interior de um reservatório para permitir o funcionamento automático da instalação elevatória entre seus níveis operacionais extemos Barrilete Conjunto de tubulações que se origina no reservatório e do qual se derivam as colunas de distribuição. Caixa de descarga Dispositivo colocada acima, acoplado ou integrado às bacias sanitárias ou mictórios, destinados à reservação de àgua para suas limpezas. Caixa de quebra-pressão Caixa destinada a reduzir pressão nas colunas de distribuição. Coluna de distribuição Tubulação derivada do barrilete e destinada a alimentar ramais. Conjunto de elevatório Sistema para elavação de água. Consumo diário Valor médio de água consumida num período de 24 horas em decorrência de todos os usos do edifício no período. Dispositivo antivibratório Dispositivo instalado em conjuntos elevatórios para reduzir vibrações e ruídos e evitar sua transmissão. Extravasor Tubulação destinada a escoar os eventuais excessos de água dos reservatórios e das caixas de descarga. Inspeção Qualquer meio de acesso aos reservatórios, equipamentos e tubulações. Instalação elevatória Conjunto de tubulações, equipamentos e dispositivos destinados a elevar a água para o reservatório de distribuição. Instalação hidropneumática Conjunto de tubulações, equipamentos, instalações elevatórias, reservatórios hidropeneumáticos e dispositivos destinados a manter sob pressão a rede de distribuição predial. Instalação predial de água fria Conjunto de tubulações, equipamentos, reservatórios e dispositivos, existentes a partir do ramal pr3edial, destinado ao abastecimento dos pontos de utilização de água do prédio, em quantidade suficiente, mantendo a qualidade da água fornecida pelo sistema de abastecimento. Interconexão Ligação, permanente ou eventual, que torna possível a comunicação entre dois sistemas de abastecimento. Ligação de aparelho sanitário Tubulação compreendida entre o ponto de utilização e o dispositivo de entrada de água no aparelho sanitário. Limitador de vazão Dispositivo utilizado para limitar a vazão em uma peça de utilização. Nível operacional Nível atingido pela água no interior da caixa de descarga, quando o dispositivo da torneira de boia se apresenta na posição fechada e em repouso. Nível de transbordamento Nível atingido pela água no interior da caixa de descarga, quando o dispositivo da torneira de boia se apresenta na posição fechada e em repouso. Quebrador de vácuo Dispositivo destinado a evitar o reflexo por sucção da água nas tubulações.

3 Peça de utilização Dispositivo ligado a um sub-ramal para permitir a utilização água. Ponto de utilização Extremidade jusante do sub-ramal. Pressão de serviço Pressão máxima a que se pode submeter um tubo, conexão, válvula, registro ou outro dispositivo, quando em uso normal. Pressão total de fechamento Valor máximo de pressão atingido pela água na seção logo á montante de uma peça de utilização em seguida a seu fechamento, equivalendo a soma da sobrepressão de fechamento com a pressão estática a seção considerada. Ramal Tubulação derivada da coluna de distribuição e destinada a alimentar os sub-ramais. Ramal predial Tubulação compreendida entre a rede pública de abastecimento e a instalação predial. O limite entre o ramal predial e o alimentador predial deve ser definido pelo regulamento da concessionária de água local. Rede predial de distribuição Conjunto de tubulações constituído de barriletes, coluna de distribuição, ramais e sub-ramais, ou de alguns destes elementos. Refluxo Retorno eventual e não previsto de fluídos, misturas ou substâncias para o sistema de distribuição predial de água. Registro de fecho ou de gaveta registro instalado em uma tubulação para permitir a interrupção da passagem de água. Registro de utilização ou de pressão Registro instalado no sub-ramal, ou no ponto de utilização, destinado ao fechamento ou regulagem da vazão da água a ser utilizada. Regulador de vazão Aparelho intercalado numa tubulação para manter constante sua vazão, qualquer que seja a pressão a montante. Reservatório hidropneumático Reservatório para ar e água destinado a manter sob pressão a rede de distribuição predial. Reservatório inferior Reservatório intercalado entre o alimentador predial e a instalação elevatória, destinado a reservar água e funcionar como poço de sucção da instalação elevatória. Reservatório superior Reservatório ligado ao alimentador predial ou a tubulação de recalque, destinado a alimentar a rede predial de distribuição. Retrossifonagem Refluxo de águas servidas, poluídas ou contaminadas, para o sistema de consumo, em decorrência de pressões negativas. Separação atmosférica Distância vertical, sem obstáculos e através da atmosfera, entre a saída da água da peça de utilização e o nível de transbordamento dos aparelhos sanitários, caixas de descarga e reservatórios. Sistema de abastecimento Rede pública ou qualquer sistema particular de água que abasteça a instalação predial. Sobrepressão de fechamento - Maior acréscimo de pressão que se verifica na pressão estática durante e logo após a abertura de uma peça de utilização.

4 RESERVAÇÃO DISTRIBUIÇÃO INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA Subpressão de abertura Maior decréscimo de pressão que se verifica na pressão estática durante e logo após o fechamento de uma peça de utilização. Sub-ramal Tubulação que liga o ramal à peça de utilização ou à ligação do aparelho sanitário. Torneira de bóia Válvula com boia destinada a interromper a entrada de água nos reservatórios e caixas de descarga quando se atinge o nível operacional máximo previsto. Trecho Comprimento de tubulação entre duas derivações ou entre uma derivação e a última conexão da coluna de distribuição. Tubo de descarga Tubo que liga a válvula ou caixa de descarga à bacia sanitária ou mictório. Tubo ventilador Tubulação destinada a entrada de ar em tubulações para evitar subpressões nesses condutos. Tubulação de limpeza Tubulação destinada ao esvaziamento do reservatório para permitir a sua manutenção e limpeza. Tubulação de recalque Tubulação compreendida entre o orifício de saída da bomba e o ponto de descarga no reservatório de distribuição. Tubulação de sucção - Tubulação compreendida entre o ponto de tomada no reservatório interior e o orifício de entrada da bomba. Válvula de descarga Válvula de acionamento manual ou automático, instalada no sub-ramal de alimentação de bacias sanitárias ou de mictórios, destinada a permitir a utilização da água para suas limpezas. Válvula de escoamento unidirecional Válvula direção. que permite o escoamento em uma única Válvula de redutora de pressão Válvula que mantém a jusante uma pressão estabelecida, qualquer que seja a pressão dinâmica a montante. Vazão de regime Vazão obtida em uma peça de utilização quando instalada e regulada para as condições normais de operação. Volume de descarga Volume que uma válvula ou caixa de descarga deve fornecer para promover a perfeita limpeza de uma bacia sanitária ou mictório. Sistema de Abastecimento de Água Potável É mais usado a rede de distribuição predial alimentada por distribuidor público, porém poderá ser feita por fonte particular (poços, nascentes etc.), desde que garantida a sua potabilidade por exame de laboratório. CAPTAÇÃO TRATAMENTO ADUÇÃO

5 CAPTAÇÃO Lagos, lagoas, açudes e poços artesianos ESTAÇÃO DE TRATAMENTO Eliminação de bactérias e impurezas. ÁGUA BRUTA FLOCULADOR DECANTADO FILTRO DISTRIBUIÇÃO SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO Sistema direto de distribuição que a pressão da rede pública é suficiente, sendo o sistema ascendentes em necessidade do reservatório, desde que haja continuidade do abastecimento. Sistema indireto de distribuição sem bombeamento quando a pressão é suficiente, mas sem continuidade, sendo necessário prevermos um reservatório superior e a alimentação do prédio será descendente. É o caso mais comum em residências de até dois pavimentos. Sistema indireto de distribuição com bombeamento quando, além da pressão ser insuficiente, há descontinuidade, somos forçados a ter dois reservatórios, um inferior e outro superior, além da necessidade do bombeamento. A distribuição será descendente, é o caso mais com em grandes edifícios onde se faz necessário acumular grandes quantidades d água nos reservatórios, sendo imprescindíveis as bombas de recalque. Sistema hidropneumático de distribuição é um sistema que dispensa o reservatório superior, mas sua instalação é cara, só sendo recomendável em casos especiais para aliviar estrutura. Em geral utiliza-se de PVC rígido com juntas soldáveis ou rosqueáveis. DIMENSIONAMENTO Consumo Predial Para cálculo do consumo predial diário, estimamos cada quarto social ocupado por duas pessoas e cada quarto de serviço, por uma pessoa. Em caso de prédios públicos ou comerciais é considerada a taxa de ocupação da tabela 1.1 Cd= p.c Cd => consumo diário; p => população; c => consumo per capta (Tab. 1.2) EXEMPLO: 1) Calcular o consumo predial diário para uma residência com três quartos sociais e uma dependência de empregada. Solução: População da edificação = 7 pessoas Consumo per capita = 200 litros/pessoa dia (Tabela 1.2) Cd = p.c, onde Cd = 7 x 200 = litros/dia.

6 2) Calcular o consumo predial para um banco cuja área total de construção é de 1080 m². Solução: taxa de ocupação (t.o) = 1 pessoa para cada 5 m² (Tabela 1.1 bancos) p = área construída = 1080 m² = 216 pessoas Taxa de ocupação 5 p/m² c = 50 litros per capta ( Tab. 1.2 edifícios comerciais) Cd = p x c = 216 x 50 => Cd = litros/dia Capacidade dos reservatórios levando em conta que varias localidades no Brasil, há deficiência no abastecimento público de água, é pouco usual a distribuição direta, ou seja, com pressão do distribuidor público (ascensional); então, somos levados a construir reservatórios superiores. Diante tal situação é bom prevermos reservatórios com capacidade suficiente para no mínimo dois dias ou três dia, não devendo no entanto considerar muito acima destes valores evitando gasto desnecessário na estrutura. Quando necessário a construção, o de dois reservatórios (inferior e superior), é uma solução. O reservatório inferior deve armazenar 3/5 e o superior 2/5 do consumo previsto para o período. Para incêndio se estima 15% a 20% do consumo diário. Cr=n.Cd Cr => capacidade do reservatório, n => número de dias para reserva, Cd => consumo diário EXEMPLO 1. Calcular a capacidade dos reservatórios de um edifício de apartamentos com 10 pavimentos, sendo 4 (quatro) apartamentos por pavimento. Cada apartamento é composto de três quartos sociais e uma dependência de serviço.

7 Local Bancos Escritórios Pavimentos térreos Lojas-pavimentos superiores Museus e bibliotecas Salas de hotéis Restaurantes Salas de operação (hospital) Teatros, cinemas e auditórios Tabela 1.1 Taxa de ocupação Uma pessoa por 5 m² de área Uma pessoa por 6 m² de área Uma pessoa por 2,50 m² de área Uma pessoa por 5,00 m² de área Uma pessoa por 5,50 m² de área Uma pessoa por 5,50 m² de de área Uma pessoa por 1,40 m² de área Oito pessoas Uma cadeira para cada 0,70 m de altura de área Tabela 1.2 Prédio Consumo Predial Alojamento provisórios 80 per capita Casas populares 120 per capita Residências 150 per capita Apartamentos 200 per capita Hoteis (s/ cozinhas e s/ lavandaria) 120 por hóspedes Hospitais 250 por leitos Escolas - internatos 150 per capita Escolas - externatos 50 per capita Quartéis 150 per capita Edifícios públicos ou comerciais 50 per capita Escritórios 50 per capita Cinemas e teatros 2 por lugar Templos 2 por lugar Restaurantes e similares 25 por refeição Garagens 50 por automóveis Lavanderias 30 por kg de roupa seca Mercados 5 por m² de área Matadouros animais de grande porte 300 por cabeça abatida Matadouros animais de pequeno porte 150 por cabeça abatida Fábricas em geral (uso pessoal) 70 por operário Posto de serviço p/ automóvel 150 por veículo Cavalariças 100 por cavalo Jardins 1,5 por m² Alimentador Predial Para o sistema de distribuição indireto, portanto, com reservatórios. Admite-se para cálculo que o abastecimento da rede seja continuo e que a vazão, que abastece o reservatório seja continuo e que a vazão que abastece o reservatório seja suficiente para atender ao consumo diário no período de 24 horas embora, evidentemente. O consumo nos aparelhos varie bastante ao longo desse tempo. Cálculo da vazão mínima: Qmin = Cd/86.400, onde Cd, é o consumo diário predial e é o tempo em segundos.

8 Cálculo do diâmetro é obtido através da equação: diâmetro e V é a velocidade em m/s(0,6 V 1 m/s) onde Q é a vazão, D é o Extravasor O diâmetro do extravasor (ladrão) deverá ser igual no mínimo ao da bitola comercial imediatamente superior ao do diâmetro do encanamento de entrada do reservatório e nunca inferior a 25 mm. Os extravasores dos reservatórios inferiores e os reguladores de nível piezométrico devem escoar livremente no espaço em lugar visível, de modo a poder servir de advertência, e nunca em caixas de areia, ralos, calhas, ou condutores de águas pluviais. Os reservatórios deverão ter o extravasor disposto de maneira que a extremidade superior do tubo do reservatório fique, pelo menos, a 0,50 m acima da extremidade livre inferior da descarga do mesmo tubo. A extremidade livre de saída deverá ser dotada de um crivo de tela de latão, com 0,50 mm, no máximo de malha, com área total superior a 6 vezes à da seção reta do extravasor. O extravasor não poderá escoar água em galeria de águas pluviais, esgoto, e sim livremente no terreno, ou sarjeta do logradouro, com a interposição de um sifão, sendo ainda obrigatório, como medida de segurança, que o extravasor seja dotado de válvula de retenção que impeça a circulação água de fora para dentro do reservatório. EXEMPLO 1. Dimensionar o ramal, o alimentador predial e o extravasor do reservatório de um edifício de pavimentos, com um consumo diário de litros. Cd = litros/dia

9 EXERCÍCIOS 1 Calcular o consumo predial do projeto de uma fábrica para uma provável população de operários e m² de Jardim. 2 Calcular o consumo predial diário e a capacidade do reservatório para um banco com 385 m² e área construída de 200 m² com uma reserva para 3 dias. 3 Calcular o diâmetro do ramal, o alimentador predial e o extravasor de uma residência projetada para 3 quartos sociais e um quarto de empregada. 4 Dimensionar o volume e a altura do reservatório de uma residência localizada sobre um banheiro com dimensões de 2,6 m x 1,40 m, sabendo que a ocupação predial será de 8 pessoas. Considere um armazenamento para 2 dias. 5 Calcular a capacidade e altura da lâmina d água do reservatório de uma residência com dois quartos, integrante de um conjunto habitacional. A base do reservatório mede (2,30 m x 1,20 m). O sistema de abastecimento local é muito deficiente. 6 Determinar o volume e as dimensões do reservatório de uma residência de alto padrão, com 2 suítes, 2 quartos sociais, 1 quarto de hóspedes e 1 quarto de serviço, garagem para 6 carros e 37 m² de jardins. Prever armazenamento para dois dias. As dimensões em planta do reservatório são 3,50 m x 3,00 m. 7 Dimensionar o reservatório de um hotel que apresenta: 18 apartamentos com leito duplo e 10 com leito triplo. Considere uma vaga na garagem por cada apartamento, pátio de lazer com 60 m² de área ajardinada, loja de conveniência com 46 m² e restaurante para 35 pessoas. É conveniente que ser armazene água para 3 dias. 8 Dimensionar o ramal, o alimentador predial e o extravasor para um reservatório de um projeto de prédio para escritório com área construída de 600 m² e 200 m² de jardim. 9 Dimensionar o alimentador predial e o extravasor do reservatório para uma residência cujo consumo diário é de 640 litros. 10 Um prédio tem 48 apartamentos, de sala, três quartos, um quarto de empregada, apartamento de zelador e 48 vagas de garagem. Quais as capacidades dos reservatórios considerando uma reserva para três dias? SISTEMA ELEVATÓRIO O sistema elevatório é constituído de uma canalização de sucção, um motor-bomba e uma canalização de recalque. Bombas são máquinas geratrizes hidráulicas que transformam o trabalho mecânico que recebem de um motor em energia hidráulica sob as formas que o líquido é capaz de absorver, ou seja, energia potencial de pressão energia cinética. Dentre a grande variedade de bombas disponíveis no comércio, as bombas centrífugas são as empregadas em instalação predial de bombeamento de água, em virtude das vantagens que, no caso, apresentam sobre as demais.

10 Hr Hs Reservatório Inferior 2 Válvula de pé ou Crivo 3 Tubulação de Sucção 4 Curva de 90 5 Motor Bomba 6 Válvula de Retenção 7 Registro de Gaveta 8 Tubulação de Recalque 9 Curva de Reservatório Superior Vazão de Bomba a vazão mínima a ser admitida para instalação elevatória é aquela que exija no máximo o funcionamento do conjunto elevatório durante 6,66 h/dia, ou seja a vazão horária mínima deve ser igual a 15% do consumo diário. Portanto a vazão mínima da bomba deve ser : Qmin = 0,15 x Cd Onde Qmin é a vazão mínima e Cd é o consumo diário No entanto a vazão da bomba pode ser calculada pela equação: Qb (l/s) = Cd/t onde Qb, é a vazão da bomba em litros por segundo, Cd, consumo diário em litros e t o tempo de funcionamento em segundos.

11 A vazão considerada é a vazão maior ou igual a Qmin, ( Qb > Qmin) Tubulação de Recalque Pela norma NBR 5626/82 Dr = 1,3 Qb. ⁴ X, onde X = t/24 Dr o diâmetro da tubulação de recalque em m, Qb, vazão da bomba em m³/s, t é o tempo de funcionamento da bomba no período de 24 horas. A tubulação de sucção é determinada, adotando-se uma bitola comercial imediatamente superior a bitola da tubulação de recalque. EXEMPLO Calcular a vazão da bomba, o diâmetro de recalque e de sucção para um sistema elevatório de um prédio, cujo consumo diário é Cd = litros e o tempo de funcionamento é de 3 períodos de 1 h 30 min.

12 Dimensionamento da Bomba: Para dimensionar a bomba, precisamos conhecer a altura manométrica, a vazão e o rendimento do conjunto motor-bomba, que em geral corresponde 60% Potências dos motores comerciais (em HP) ¼; 1/3; ½; ¾; 1; 1 ½; 2; 3; 5; 6; 7 ½ ; 10; 12; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60; 80; 100; 125; 150; 200; 250 P = ϒ. Hman.Qb Cálculo da Potência do motor bomba: onde P é a potencia da bomba em 75.η CV. ( 1 CV = 0,986 HP); ϒ peso especifico da água = 1000Kg / m³ Qb vazão da bomba, em m3/s; η rendimento do conjunto motor-bomba = 0,60 Hman altura manométrica, em metros. Na prática, é recomendável que a potencia instalada seja a potencia do motor-bomba comercial imediatamente superior a potencia necessária ao acionamento da bomba Potência Calculada Acréscimo até 2 HP... 50% de 2 a 5 HP... 30% de 5 a 10 HP... 20% de 10 a 20 HP... 15% acima de 20 HP... 10% EXEMPLO Calcule a instalação elevatória de um prédio de apartamentos, cujo consumo predial é litros. O período de funcionamento do sistema é de 6 h por dia.

13 ENTRADA NORMAL Joelho 0,50m m Registro de Gaveta Válvula de retenção Curva de 90 Conjunto Motor-bomba 1,8 m 3,0m VALVULA DE PÉ COM CRIVO va Válvula de Pé

14 BIBLIOGRAFIA 1. CREDER, Hélio. Instalações Hidráulicas e Sanitárias. Livros Técnicos e Científicos Editora S. A., 5ª Edição, Rio de Janeiro - RJ. 2. MACINTYRE, Archbald Joseph. Instalações Hidráulicas. Livros Técnicos e Científicos Editora S. A., 5ª Edição, Rio de Janeiro - RJ.