INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E PREDIAIS -...

INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E PREDIAIS

Professor: Eng° Civil Diego Medeiros Weber.

ÁGUA FRIA

CONCEITOS FUNDAMENTAISFORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA

Força aplica sobre uma área é igual a pressão (P=F/A)

CONCEITOS FUNDAMENTAISFORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA

Qual dos recipientes possui maior pressão sobre o fundo?

CONCEITOS FUNDAMENTAISFORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA

PRINCÍPIO DOS VASOS COMUNICANTES

CONCEITOS FUNDAMENTAISFORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

CONCLUSÃO - A pressão que a água exerce sob umasuperfície qualquer (no nosso caso, o fundo e as paredes docopo) só depende da altura do nível da água até essasuperfície. É o mesmo que dizer: A pressão não depende dovolume de água contido em um tubo, e sim da altura

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

MEDIDAS DE PRESSÃO

• Kgf/cm²;• Pa = N/m²;• M.c.a (Metros de coluna d’água).

RELAÇÃO

• 1 Kg/cm²;• 100.000 Pa = N/m²;• 10 M.c.a.

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

MEDIDAS DE PRESSÃO

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

MEDIDAS DE PRESSÃO

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

TIPOS DE PRESSÕES A SEREM COSIDERADAS NAS INSTALAÇÕES PREDIAIS

• PRESSÃO ESTÁTICA;

•PRESSÃO DINÂMICA;•PRESSÃO DE SERVIÇO.

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

PRESSÃO ESTÁTICA: Pressão da água quando ela estáparada dentro da tubulação. O seu valor é medido pela alturaque existe entre, por exemplo, o chuveiro e o nível da água noreservatório superior.

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

PRESSÃO ESTÁTICA

NBR 5626 - 1998: Pressão estática deve ser menor que 40m.c.a.

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

PRESSÃO DINÂMICA: É a pressão verificada quando aágua está em movimento, que pode ser medida tambématravés de um manômetro. Esta pressão depende do traçadoda tubulação e os diâmetros adotados para os tubos. O seuvalor é a pressão estática menos as perdas de carga distribuídae localizada.

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

PRESSÃO DE SERVIÇO: Esta representa a pressãomáxima que podemos aplicar a um tubo, conexão, válvula ououtro dispositivo, quando em uso norma. Neste caso, citamoso seguinte trecho da norma NBR5626: “O fechamento dequalquer peça de utilização não pode provocar sobre-pressãoem 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 deveultrapassar a 60 m.c.a. pois é o resultado da máxima pressãoestática (40.m.c.a.) somada a máxima sobre-pressão(20m.c.a.).

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 deenergia. Podemos dizer então que “o líquido perde pressão”ou seja: “houve perda de carga”.

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

PERDA DE CARGA

DISTRIBUÍDA: É aquela que ocorre ao longo datubulação, pelo atrito da água com as paredes do tubo.Quanto maior o comprimento do tubo, maior será a perda decarga. Quanto menor o diâmetro, maior também será a perdade carga;

LOCALIZADA: Nos casos em que a água sofre mudançasde direção como por exemplo nos joelhos, reduções, tês,ocorre ali uma perda de carga chamada de “localizada”. Isto éfácil de entender se pensarmos que nestes locais, há umagrande turbulência concentrada, a qual aumenta os choquesentre as partículas da água.

MATERIAIS E COMPONENTES

1. AÇO CARBONO GALVANIZADO;

2. COBRE;

MATERIAIS E COMPONENTES

3. FERRO FUNDIDO GALVANIZADO;

4. LIGA DE COBRE;

MATERIAIS E COMPONENTES

5. POLIETER REFORÇADO COM FIBRA DE VIDRO;

6. POLIETILENO;

MATERIAIS E COMPONENTES

7. PVC RÍGIDO;

8. FIBROCIMENTO;

MATERIAIS E COMPONENTES

9. CONCRETO;

10. IMPERMEABILIZANTES;

PROJETO

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.

RESPONSABILIDADE TÉCNICA

O projeto de instalações prediais de água fria deve serelaborado por projetista com formação profissional de nívelsuperior, legalmente habilitado e qualificado.

NORMA PERTINENTE

NBR 5626:1998 – Instalação predial de água fria.

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 velocidadescompatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhossanitários, 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 as demais exigênciasdo usuário.

ETAPAS DE UM PROJETO

1. Concepção do projeto;

2. Determinação das vazões;

3. Dimensionamento;

4. Detalhamento.

• Características do consumo predial (volumes, vazõesmáximas e médias, características da água, Etc;

• Características da oferta de água (disponibilidade de vazão,faixa de variação das pressões, constância do abastecimento,características da água, etc;

• Necessidades de reservação, inclusive para combate aincêndio;

• No caso de captação local de água, as características daágua, a posição do nível do lençol subterrâneo e a previsãoquanto ao risco de contaminação.

CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES

1. PRESSÃO;

• 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.

CONSIDERAÇÕES GERAIS

1. SISTEMA DIRETO;

SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO

cavalete

rede pública

2. SISTEMA INDIRETO;

SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO

cx.água

cavalete

rede pública

2. SISTEMA INDIRETO;

SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO

cx.água

cavalete

rede públicacx. água inferior

Bomba

boia

2. SISTEMA MISTO;

SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO

cx.água

cavalete

rede pública

Rede Pública

Ramal Predial

Cavalete

Hidrômetro

Conjunto Moto-Bomba

Conjunto de Recalque

Tubo de Recalque

Ramais de Distribuição

Reservatório Superior

Barrilete

Coluna de Distribuição

Dreno

Extravasor

ou Ladrão

ChaveBóia

Ramais de Distribuição

Ramais de Distribuição

Reservatório Inferior

AlimentadorPredial

Tubo de Sucção

CONSUMO MÉDIO DIÁRIO (CD);

Este valor é utilizado no dimensionamento do ramal predial, hidrômetro, ramal de alimentação, conjunto moto-bomba 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.

ESTIMATIVA DE CONSUMO

Tipo da Edificação UnidadeConsumo

(litro / dia)

Apartamento capital 200

Apartamento Luxo dormitório 300 - 400

Quarto empregada 200

Residência Luxo capital 300 - 400

Residência Médio Valor capital 150

Residência Popular capital 120 - 150

Alojamento Provisório Obra capital 80

Apartamento de Zelador capital 600 - 1000

Edifício de Escritório ocupante real 50 - 80

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 250 - 350

Hotel s/ Cozinha, Lavanderia hóspede 120

Lavanderia Kg roupa seca 30

Quartel soldado 150

Cavalaria cavalo 100

Restaurante refeição 25

Mercado m2 de área 5

Garagem e Posto de Serviço automóvel 100

Rega de Jardim m2 de área 1,5

Cinema e Teatro lugar 2

Igreja lugar 2

Ambulatório capita 25

Creche capita 50

Fábrica - Uso Pessoal operário 70 - 80

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.

TEMOS:

CD = P x Consumo per-capita

onde:P = população ocupante da edificação.

ESTIMATIVA DE CONSUMO

A população ocupante poderá ser calculada utilizando osseguintes critérios:

1o critério: 5 pessoas por unidade residencial, caso deresidência térrea;2o critério: 2 pessoas por dormitório + 1 pessoa por dormitóriode empregada, em caso de prédios de apartamentos;

ESTIMATIVA DE CONSUMO

3o critério: Baseado em lotação máxima de ocupação dasedificações, como segue:

• Escritório: 1 pessoa / 9 m2

• Lojas: 1 pessoa / 3 m2

• Depósitos: 1 pessoa / 10 m2

• Oficinas: 1 pessoa / 9 m2

• Hotéis: 1 pessoa / 15 m2

• Hospitais e consultórios: 1 pessoa / 15 m2

• Escolas: 1 pessoa / 15 m2

ESTIMATIVA DE CONSUMO

Dados: Um edifício residencial de apartamento:

• N0 de pavimentos: 8• N0 de apartamento por andar: 2• N0 de dormitórios por apartamento: 2

ESTIMATIVA DE CONSUMO

CD = P x 200 l / dia

A população é estimada através do 2o critério, resultando em:

P = 8 andares X 2 apto p/ andar X 2 Dorm. p/ apto X 2 Hab. p/ dorm.

P = 64 pessoasentão:

CD = 64 x 200 = 12.800 l /dia

ESTIMATIVA DE CONSUMO

Rede Pública

Ramal Predial

Cavalete

Hidrômetro

Conjunto Moto-Bomba

Conjunto de Recalque

Tubo de Recalque

Ramais de Distribuição

Reservatório Superior

Barrilete

Coluna de Distribuição

Dreno

Extravasor

ou Ladrão

ChaveBóia

Ramais de Distribuição

Ramais de Distribuição

Reservatório Inferior

AlimentadorPredial

Tubo de Sucção

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.

RAMAL PREDIAL E CAVALETE

Utilizando os dados do exemplo, tem-se:

QR = 0,148 l/s

Aplicando a continuidade (Q=V.A),o diâmetro poderá ser calculado então por:V = 0,60 m/s

RP = 0,018 m = 3/4" ou 20 mm (Usualmente 25mm)O hidrômetro e o cavalete serão do mesmo diâmetro do.alimentador predial

RAMAL PREDIAL E CAVALETE

86400

CDQR

Vr

QRRP

4

Normalmente, reserva-se no mínimo, o equivalente aoconsumo diário (CD), mas é recomenda pela norma NBR -5626, volume de reservação (VT) entre 1 ≤ CD ≤ 3. Alémdisto, 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 suatotalidade, somente em um dos reservatórios.

Se após a divisão, a capacidade de reservação em cadareservatório ultrapassar 5m3, o reservatório deve sercompartimentado em pelo menos duas câmaras.

DIMENSIONAMENTO DE RESERVATÓRIOS

Dimensionamento dos Reservatórios, utilizando osdados do exemplo:

Para CD = 12.800 l, armazenando 1,5 CD, tem-se:

Volume de reservação: 1,5 x CD = 19.200 l

Este volume dividido nos reservatórios, obtém-se: Rs = 2/5 x 19.200 = 7.680 lRi = 3/5 x 19.200 = 11.520 l

Os valores acima calculados são os volumes úteis deoperação dos reservatórios. A eles devem ser somados areserva de incêndio e/ou volume de limpeza.

DIMENSIONAMENTO DE RESERVATÓRIOS

Respeitando as áreas previstas ou livres no projetoarquitetônico da edificação, pode-se calcular:

Volume por compartimento: 11.520/2 = 5.760 l.

Como não há restrição de dimensão na planta de sub-solo, adota-se as seguintes dimensões:Largura = 2,95 m Comprimento = 2,50 m

Altura útil do reservatório, hutil:

RESERVATÓRIO INFERIOR

márea

vol

xhutil 78,0

50,295,2

76,5

Adotando uma altura de limpeza para acumulo delodo de Hvar = 0,12 m para evitar a entrada de impurezas doreservatório no sistema de distribuição.

RESERVATÓRIO INFERIOR

RESERVATÓRIO INFERIOR

Valvula

de Retenção

Registro de Gaveta

Conjunto

de Recalque

Reservatório Inferior

Valvula de Pée Crivo

Alimentador Predial

Aberturas para Inspeção

BoiaBoia

RESERVATÓRIO INFERIOR

0,60 0,60

0,60

0,10 B

0,10 B 0,10

0,10

L

0,10

BoiaBoia

Valvula de péValvula de pé

e crivoe crivo

DrenoDrenoEstravasorEstravasor

Projeção da inspeçãoProjeção da inspeção

Alimentador predial

Sucção Sucção

RESERVATÓRIO INFERIOR

Boia

Inspeção

Extravasor

Sucção

R.G.

Dreno

Valv.pé e crivo

Volume útil

Nível max.

Nível min.

Reserva de incêndio/ limpeza

>0,15

<0,05 >0,05

H

Hvar

Alimentador

Canaletade limpeza

0,10

0,10

Das plantas e dos cortes da edificação pode-sedimensionar o Rs, o calculo da altura útil de armazenamento,hútil, para um volume de 3,84 m3 por câmara e dimensões de2,50 m de comprimento por 1,40 m de largura, tem-se:

RESERVATÓRIO SUPERIOR

mx

hutil 10,140,150,2

840,3

Considerando todo volume de reserva de incêndioarmazenada somente no Rs, estimado em torno de 15.000l(calculo deste volume será feito quando tratarmos deinstalações prediais de combate a incêndio), tem-se altura dareserva de incêndio, hinc, :

R.s. = 15.000/2 = 7.500 l

RESERVATÓRIO SUPERIOR

mx

hinc 14,240,150,2

50,7

RESERVATÓRIO SUPERIOR

0,10

0,60

0,60

0,60

L 0,10

0,10

0,10

0,10

b

bDISTRIBUIÇÃO

INCÊNDIO DRENO

EXTRAVASOR

EXTRAVASOR

DRENO

DISTRIBUIÇÃO

INCÊNDIO

INSPEÇÃO

INSPEÇÃO

BOIA

BOIA

R,G,

R,G,

RECALQUE

RESERVATÓRIO SUPERIOR

>0,15>0,05<0,05

0,10 0,100,10 0,10

0,10

0,10

Hutil

Hvar

VOLUME ÚTIL

LIMPEZA / INCÊNDIO

INCÊNDIO DISTRIBUIÇÃO DRENO

EXTRAVASOR

INSPEÇÃO

RECALQUE

R.G.

R.G. R.G. R.G.

0,10

BOIA(Chave Automática)

BOIA(Chave Automática)

Nível Máximo de Operação

Nível Mínimo de Operação

DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES

DRENO: A tubulação de drenagem dos reservatórios devem

ser calculados levando em consideração o tempo máximo

de esvaziamento de 2 horas, através das seguintes equações:

h

t

AS

850.4

4SD

DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES

DRENO RESERVATÓRIO INFERIOR (RI):

90,0

2850.4

50,295,2 xS

ht

AS

850.4

4SD

44^1021,7 xD

S = 7,21x10-4 m2

D = 0,030m, adotar diâmetro comercial acima, D = 32mm.

DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES

DRENO RESERVATÓRIO SUPERIOR (RS):

h

t

AS

850.4

4SD

44^1050,6 xD

S = 6,50x10-4 m2

D = 0,029m, adotar diâmetro comercial acima, D = 32mm..

25,3

2850.4

40,150,2 xS

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).