Estrutura Envoltória externa Divisórias de espaços externos Divisórias de espaços internos Fundações Superestrutura Sob o nível n do solo Sobre o nível n do solo Verticais Horizontais Escadas Verticais Horizontais Escadas Serviços Suprimento de água Sistema de disposição de água Controle térmico e ventilação Suprimento de energia (elétrica e gás) Telecomunicações Transporte mecanizado Segurança - incêndio, pessoal e patrimonial Automação Qualidade da água Quantidade de água (controle) Disponibilidade de água Adequabilidade do uso da água Temperatura da água O projeto dos sistemas prediais de água quente devem ser projetados de forma a garantir que a água chegue em todos os pontos de consumo,, sempre que necessário, na temperatura, quantidade e qualidade adequadas ao uso.
1. CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS sistema individual; sistema central privado; sistema central coletivo. 1.1 Sistema individual Consiste na alimentação de um ponto de utilização ão, sem a necessidade de uma rede de água quente. a. Geração e Reservação Fontes energéticas: gás s combustível e eletricidade. Aquecedores a eletricidade - a resistência elétrica é acionada automaticamente pelo próprio prio fluxo de água. Aquecedores a gás g s combustível - possuem um queimador que é acionado por uma chama piloto, quando da passagem do fluxo de água. b. Distribuição O Equipamento gerador de água quente é situado no próprio prio ponto de utilização.
1.2 SISTEMA CENTRAL PRIVADO Consiste de um equipamento responsável pelo aquecimento da água e de uma rede de tubulações, que distribuem a água aquecida a conjuntos de aparelhos pertencentes a uma mesma unidade como, por exemplo, um apartamento. a. Geração e Reservação Fontes energéticas: gás s combustível, eletricidade, óleo combustível, lenha e energia solar. Classificação dos Equipamentos de Aquecimento segundo o Princípio de Funcionamento Aquecedores instantâneos ou de passagem - a água vai sendo aquecida à medida que passa pela fonte de aquecimento, sem requerer reservação ão. Aquecedores de acumulação - existe a reservação do volume de água a ser aquecido.
Sistema Central Privado - aquecedor a gás g s combustível de passagem. Produtos de combustão Regulador de tiragem Câmara de combustão Serpentina Capa externa Queimador Saída de água quente Entrada de água fria Entrada de gás Válvula de água e gás Aquecedor de Passagem à Gás
Aquecedor de Passagem à Gás Aquecedores de acumulação NBR 7198/93 a entrada de água fria deve ser feita em uma cota superior ao aquecedor o que, associado a uma ventilação permanente (respiro) ) evita o esvaziamento do mesmo em caso de falta d água no reservatório rio ou no caso de manutenção dos aquecedores; deve ser previsto um dispositivo que evite o retorno da água do aquecedor em direção à coluna, evitando assim maiores perdas de energia, como por exemplo, o sifão térmico, t que reduz as perdas,, não as eliminando por completo. b. Distribuição Constituída por ramais que conduzem a água aquecida desde o equipamento de aquecimento até os diversos pontos de consumo.
Aquecedor de acumulação a gás 1 - coluna de água fria 2 - saída de água quente 3 - entrada para retorno 4 - dreno 5 - entrada de gás 6 - saída de gases b. Distribuição Constituída por ramais que conduzem a água aquecida desde o equipamento de aquecimento até os diversos pontos de consumo. 1.3 SISTEMA CENTRAL COLETIVO Consiste de um equipamento, responsável pelo aquecimento da água e de uma rede de tubulações que distribuem a água aquecida a conjuntos de aparelhos pertencentes a mais de uma unidade como, por exemplo, edifício de apartamentos. a. Geração e Reservação fontes energéticas: gás s combustível, eletricidade, óleo combustível, dentre outros; uma vez que o equipamento de geração de água quente abastece várias v unidades, está implícita cita a reservação do volume a ser aquecido. b. Distribuição Quanto ao tipo de distribuição o sistema central coletivo pode ser classificado em ascendente, descendente e misto.
Termômetro Termostato Saída de água quente Válvula de alívio Alimentação de gás Lã de vidro Entrada de água fria dreno Retorno Sistema Central Coletivo - caldeira a gás g s combustível. Combinação do sistema de passagem a gás com reservatórios de acumulação. Aquecedor a gás g s do tipo conjugado dreno
Combinação do sistema de passagem a gás com reservatórios de acumulação. Aquecedor a gás g s do tipo conjugado Distribuição ascendente Respiro Distribuição descendente Respiro
SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE Distribuição Mista Respiro SISTEMA DE AQUECIMENTO SOLAR É um sistema convencional assistido por coletores solares, ou seja é um sistema de pré-aquecimento da água. Os coletores solares devem ser instalados fazendo um ângulo do qual resulte a máxima incidência normal sobre o plano dos tubos coletores voltados para o norte e fazendo um ângulo de (latitude + 10 o ) com o plano horizontal.
Aquecedor Vertical Aquecedor Horizontal Coletores Solar Sistema Compacto
PEX Polietileno reticulado PEX Polietileno reticulado
PEX PEX Polietileno reticulado
PEX PPR - Polipropileno
PPR - Polipropileno CPVC - Aquatherm
Cobre Cobre Solda Filete de estanho Pasta para Soldagem
SISTEMA DE RECIRCULAÇÃO DE ÁGUA QUENTE Um conjunto de tubulações interligando os pontos mais distantes da rede ao equipamento de aquecimento A recirculação pode ser natural ou forçada: NATURAL - utiliza-se a carga hidrostática gerada pela diferença de temperaturas, consequentemente de densidade, das redes de distribuição e de retorno; TERMOSSIFÃO água aquecida escoa por convecção térmica FORÇADA - a carga hidrostática necessária é obtida através da interposição de uma bomba, adequada à temperatura de serviço do sistema. SISTEMA INDIVIDUAL SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE Sistema central coletivo - distribuição descendente com recirculação Respiro válvula de balanceamento dispositivo de recirculação
SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE Sistema central coletivo - distribuição mista com recirculação Respiro dispositivo de recirculação válvula de balanceamento SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE Dimensionamento dos Componentes do Sistema Predial de Água Quente 1. Determinação do consumo diário de água C D = C. P onde: C D - consumo diário de água quente (l/dia); C - consumo diário per capita (l/pes/dia); P - população do edifício. Estim ativa de consum o de água quente em edificios. EDIFÍCIO CONSUMO (l /d ia ) Alojam ento provisório 24 per capita C asa popular ou rural 36 per capita R esidência 45 per capita Apartam ento 60 per capita Q uartel 45 per capita Escola internato 45 per capita H otel (s/cozinha e s/ lavanderia) 36 por hóspede H ospital 125 por leito Restaurante e sim ilares 12 por refeição Lavanderia 15 por Kg de roupa seca
SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE 2. Dimensionamento do aquecedor de acumulação Qcedido m 1. c 1. (T i1 -T f ) = Q recebido m 2. c 2. (T f -T i2 ) AQ AF c 1 = c 2 (mesmo líquido) m 1. T i1 + m 2. T i2 = (m 1 + m 2 ). T f onde: Mas: Então: ou: V AQ T AQ V AF T AF T MIST T AQ - temperatura da água quente (no aquecedor = 70 o C); V AQ - volume de água quente - consumo diário a 70 o C (incógnita); T AF - temperatura da água fria (no inverno) 17 o C; V AF - volume de água fria; T MIST - temperatura da água morna (42 o C); V MIST - volume de água morna utilizada - (consumo diário). V AF =V MIST -V AQ e V MIST = m 1 + m 2 70. V AQ + 17 (V MIST -V AQ ) = 42. V MIST V AQ = 0,47 V MIST V MIST SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE 3. Distribuição O dimensionamento do sistema de distribuição de água quente é feito de maneira análoga ao sistema de água fria, ou seja, considera-se regime permanente em conduto forçado, onde faz-se se um balanceamento entre o diâmetro da tubulação, a vazão de projeto esperada e as pressões necessárias para o funcionamento adequado dos aparelhos e equipamentos sanitários, tendo em vista a carga disponível. 3.1 Vazão Para uma mesmo nível de satisfação do usuário, a vazão unitária de água quente apresentase variável em função de sua temperatura, sendo tanto mais alta aquela, quanto menor for esta, ou seja: q AF. T AF + q AQ. T AQ = q mist. T mist q AF. = q mist -q AQ q AQ = q MIST ( T ( T MIST AQ T T AF AF ) ) onde: qaq = vazão de água quente (l/s); TMIST = temperatura de mistura (água morna) ( o C); TAF = temperatura da água fria ( o C); TAQ = temperatura da água quente ( o C); qmist = vazão de mistura (água morna) (l/s).
SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE A determinação da vazão de projeto em cada trecho do sistema pode ser feita de duas maneiras: supor o funcionamento simultâneo de todos os pontos que compõem o sistema (vazão máxima de projeto), o que se constitui, na maioria dos casos, numa abordagem inadequada, uma vez que a probabilidade de que isto ocorra é bastante reduzida, conduzindo a sistemas anti-econômicos; incorporar à vazão máxima de projeto fatores que representem a probabilidade de ocorrência de uso simultâneo de diferentes pontos do sistema (vazão máxima provável). métodos empíricos métodos probabilísticos Q PT = qr nipi onde: onde: qr - vazão de referência (l/s); ni - número de aparelhos sanitários do tipo i ligados a jusante do trecho T ; pi - peso atribuído ao aparelho sanitário do tipo i, onde: pi qi - vazão unitária do tipo i. = qi qr 2 O valor adotado tradicionalmente para a vazão de referência, qr, é igual a 0,3 l/s. Daí tem-se que: e Q PT = 0, 3 nipi pi = Qi 0, 3 2 SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE Vazões unitárias e Pesos atribuídos aos pontos de utilização. Ponto de utilização V a z ã o (l /s ) P e s o Bica de banheira 0,30 1,0 B id ê 0,06 0,1 C huveiro 0,12 0,5 M áquina de lavar roupas 0,30 1,0 Torneira ou m isturador (AQ ) lavatório 0,12 0,5 Torneira ou m isturador (AQ ) pia de cozinha 0,25 0,7 3.2 Velocidade A NBR 7198/93 recomenda a utilização do seguinte valor: 3.3 Pressão V MÁX = 3,0 m/s A NBR 7198/93 recomenda os seguintes valores máximo e mínimo para a pressão: PRESSÃO ESTÁTICA MÁXIMA: 400 KPa (40 m.c.a.) PRESSÃO DINÂMICA MÍNIMA NAS TUBULAÇÕES : 5KPa (0,5 m.c.a.) 4. Dimensionamento 4.1 Sub-ramais Ponto de utilização Diâm etro Ref. (pol) Banheira 1/2 Bidê 1/2 C huveiro 1/2 Lavatório 1/2 M áquina de lavar roupas 3/4 Pia de cozinha 1/2
SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE 4.2 Ramais, colunas e barriletes A determinação das vazões de projeto dos ramais, colunas e barriletes pode ser feita de duas formas: soma das vazões de todos os aparelhos ligados ao ramal (vazão máxima possível); incorporação de fatores de simultaneidade à vazão máxima possível, obtendo-se a vazão máxima provável ou então, simplesmente, soma das vazões dos aparelhos ligados ao ramal e que se julga estarem em funcionamento simultâneo. Conhecendo-se as vazões de projeto nos diferentes trechos do sistema, pode-se efetuar o pré-dimensionamento dos mesmos, uma vez que pela pela equação da continuidade: ou D Q p = A mín. V máx A mín = mín = Qp V máx π 4 Q V p máx onde: Qp - vazão de projeto (m 3 /s); Amín - área mínima da seção transversal do tubo (m 2 ); Vmáx - limite superior admitido para a velocidade média (m/s); Dmín - diâmetro interno mínimo (m). Adota-se, para cada trecho, a bitola comercial imediatamente superior, cujo diâmetro interno real seja maior ou igual ao valor de DMÍN calculado. SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE 4.3 Perda de carga Fórmulas de Fair Whipple-Hsiao As fórmulas de Fair Whipple-Hsiao, recomendadas para tubulações de pequeno diâmetro, variando entre 15 mm e 50 mm, são dadas por: Para tubos de cobre, água quente Q = 63,281 J 0,571 D 2,714 ou onde: J = 0, 0007 Q D 1, 751 4, 75 Q -vazão, m 3 /s; J - perda de carga unitária, m/m; D - diâmetro do tubo, m. 4.4 Verificação das pressões mínimas necessárias Na seqüência passa-se à verificação das pressões mínimas necessárias ao longo do sistema predial de água quente, em especial aquelas referentes aos pontos de utilização. Evidentemente, a geometria da instalação determina a(s) configuração(ões) críticas a ser(em) verificadas.
SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE A pressão dinâmica disponível a jusante em um trecho qualquer é obtida através da seguinte expressão: P JUSANTE = P MONTANTE ± Desnível - Perda de carga onde: P JUSANTE = pressão dinâmica disponível a jusante do trecho considerado; P MONTANTE = pressão dinâmica disponível a jusante do trecho considerado; Desnível = diferença de cotas geométricas dos pontos que definem o trecho. DESNÍVEL positivo DESNÍVEL negativo 5. Isolamento Térmico A tubulação de água quente deve ser isolada com material de baixa condutibilidade térmica. Empregam-se os seguintes materiais: poliuretano expandido em calha; lã de rocha em calha; lã de vidro em calha; silicato de cálcio hidratado com fibras de amianto; produtos a base de vermiculite (argamassa).