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V ENCONTRO TÉCNICO
SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUAS E ESGOTOS SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUAS E ESGOTOS EM EDIFÍCIOS ALTOSEM EDIFÍCIOS ALTOS
Lélio Barata Félix
Funchal, 5 de Junho de 2003
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�� INSTALAÇÕES DE ABASTECIMENTO INSTALAÇÕES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA (fria / quente / incêndio)DE ÁGUA (fria / quente / incêndio)
�� INSTALAÇÕES DE DRENAGEMINSTALAÇÕES DE DRENAGEM
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ENQUADRAMENTO LEGALENQUADRAMENTO LEGAL
• Decreto Regulamentar nº 23/95(Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais)
• Decreto Lei nº 64/90(Regulamento de Segurança Contra Incêndios em Edifícios de Habitação)
• Decreto Lei nº 61/90(Regime de Protecção contra Riscos de Incêndio em Estabelecimentos Comerciais)
• Decreto Lei nº 66/95(Regulamento de Segurança Contra Incêndio em Parques de Estacionamento Cobertos)
• Decreto Lei nº 410/98(Regulamento de Segurança Contra Incêndio em Edifícios do Tipo Administrativo)
• Decreto Lei nº 414/98(Regulamento de Segurança Contra Incêndio em Edifícios Escolares)
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INSTALAÇÕES DE ABASTECIMENTO INSTALAÇÕES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUADE ÁGUA
DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA
� Sistemas de Alimentação� Dimensionamento (água fria / água quente)� Sistemas de Produção de Água Quente� Instalações Elevatórias e Hidropressoras
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Sistemas de AlimentaçãoSistemas de Alimentação� Pressão: � Pmín=100+40n (kPa) - Rede exterior
� 150 kPa ≤ P - Aparelhos
� Alimentação directa� Ligação directa á rede pública (com ou sem sobrepressor)
� Alimentação indirecta� Ligação da rede pública a reservatório (com ou sem
sistema de bombagem)
� Alimentação mista� Ligação da rede pública a patamares de distribuição (com
sistema sobrepressor)
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DimensionamentoDimensionamento(água fria)(água fria)
� Diâmetro mínimo: � 20mm - Sem serviço de incêndio
� 45mm - Com serviço de incêndio
� Cálculo de caudais:� Regulamento(D.R.23/95)
� Método dos Pesos
� Cálculo de diâmetros e perdas de carga:� Diâmetro: D = RAIZQ(1.274*Q/v)[Continuidade]
� Perda de carga cont. : J = 4*b*v^(7/4)*D^(-5/4)[Flamant]
� Perda de carga localiz. : J = f(singularidades)[M.C.E.]
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DimensionamentoDimensionamento(água fria)(água fria)
� Cálculo de caudais:� Regulamento(D.R.23/95)
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DimensionamentoDimensionamento(água fria)(água fria)
� Cálculo de caudais:� Regulamento(D.R.23/95)
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DimensionamentoDimensionamento(água fria)(água fria)
� Cálculo de caudais:� Método dos Pesos (Brasileiro / Alemão) [valores superiores]
Qd = 0.30 * p0.5
A PA R E L H O S PE SO S C A U D A IS (ls-1)L avató rio 0 .5 0 .15
B ateria de lavató rios 0 .2 0 .05B idé 0 .1 0 .10
B anheira 1 .0 0 .25C huveiro 0 .5 0 .15
B ateria de chuve iros 0 .2 0 .05A u tocl ism o de re trete 0 .3 0 .10
A u toc. de m ictório 0 .2 0 .05Lava-loiça 0 .5 0 .30
Torneira de lavagem 1.0 0 .10M áquina de lavar 1 .0 0 .25
B oca de rega 2 .0 0 .70F luxóm etro de re trete 40 .0 1 .50
F lux. de m ic tó rio 15 .0 0 .50
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DimensionamentoDimensionamento(água quente)(água quente)
� Cálculo de caudais:
� Idêntico ao cálculo de água fria� Ramal de ligação dimensionado para o
somatório dos aparelhos das redes de FRIA+QUENTE
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DimensionamentoDimensionamento(água quente)(água quente)
� Cálculo de diâmetros e perdas de carga:
� Rede de distribuição (Idêntico ao cálculo de água fria)� Circuito de retorno para circulação (usual em consumos
colectivos)
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DimensionamentoDimensionamento(água quente)(água quente)
CIRCUITO DE RETORNO
� Caudais mínimos nos dispositivos de utilização� Temperaturas mínimas nos dispositivos de utilização (40º C)� Temperaturas máxima na tubagem(60º C nos metais)� Circuito equilibrado em termos de perdas de carga� Velocidade < 1.5ms-1
� Diferenças de Temperatura < 5ºC� Perdas de Calor:
� Tubagem nua ⇒ 2x∅e� Tubagem revestida ⇒ 2/3x∅e
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CIRCUITO DE RETORNOCIRCUITO DE RETORNO
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DimensionamentoDimensionamento(água quente)(água quente)
CIRCUITO DE RETORNO
Cálculo
� Determinar o caminho mais longo (c.m.l.)� Definição do gradiente de temperaturas do c.m.l.
Gc.m.l.= (Tmáx-Tmín)/c.m.l.
� Definição das temperaturas nos pontos determinantes
T = Tmáx- Gc.m.l.*L acum
� Determinação dos Caudais e Diâmetros (alimentação/retorno)
Q = {[Σ(Ki*L i)/G]}*2.778*10^-7D = RAIZQ[(1.274*Q)/v]
K i-perda de calor nas tubagens(kcal/h.m)
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Sistemas de ProduçãoSistemas de Produçãode Água Quentede Água Quente
� Sistemas de produção:� Produção instantânea(esquentadores/caldeiras murais) - Baixos
caudais de ponta - Instalações de produção individuais (consumos domésticos)
� Potência máxima instantânea dependente do caudal de ponta máximo da instalação
17 kW ≤ P ≤ 28 kW
10 lmin-1 ≤ Q ≤ 16 lmin-1
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Sistemas de ProduçãoSistemas de Produçãode Água Quentede Água Quente
� Sistemas de produção:� Produção por acumulação(termoacumuladores/caldeiras) - Elevados
caudais de ponta - Instalações de produção central (estabelecimentos hoteleiros, serviços, etc.)
� Potência de produção (caldeira)
P = [c*V*(T f-Ti)/ ∆t *0.9]+Pd
� c-Calor específico da água(1.16Wh/kg.ºC); Tf -Temp.água armaz.; Ti -Temp.aparelho;
Pd -Potência dissipada(W); V -Vol. Armazenado; ∆t -Tempo de aquecimento
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Sistemas de ProduçãoSistemas de Produçãode Água Quentede Água Quente
� Volume de Acumulação (termoacumulador)
V3 = n*C0
T3*V 3 = T1*V 1+T2*V 2
� V3 -Consumo diário de água quente(l); n -Número de utentes; C0 -Consumo diário por utente;
T3 -Temp.água mist.; T1 -Temp.água aquec.; V1 -Capac. Acumul.; T2 -Temp.água entrada;
V2 -Vol. Água fria misturada
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Sistemas de ProduçãoSistemas de Produçãode Água Quentede Água Quente
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Sistemas de ProduçãoSistemas de Produçãode Água Quentede Água Quente
� Sistemas de produção:� Produção por acumulação e semiacumulação(circuitos
primário/secundário) - Elevados caudais de ponta - Instalações de produção central (estabelecimentos hoteleiros, serviços, etc.)
� Potência de produção(caldeira) + Volume de acumulação
P = [c*(Tf-Tamin)*(V h-Va)]/∆t
Vh =0.75*Vdmed
� c-Calor específico da água; Tf -Temp.saída; Tamin -Temp.Reserv Acumul.; Vh -Vol. consumido 1 hora; Va -Vol. armazenado
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Sistemas de ProduçãoSistemas de Produçãode Água Quentede Água Quente
Produção Central com Caldeira e Acumulação
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Instalações Elevatórias e HidropressorasInstalações Elevatórias e Hidropressoras
� Sobrepressão � Ligação indirecta à rede pública com interposição de grupo
hidropressor com reservatório hidropneumático (arranques/Q/P)� Ligação indirecta à rede pública com interposição de grupo
hidropressor de velocidade variável (sistema em linha;∅/Q)
� Elevação por bombagem� Ligação indirecta à rede pública com interposição de reservatório� Grupo hidropressor de velocidade variável� Grupo hidropressor com reservatório hidropneumático
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Instalações Elevatórias e HidropressorasInstalações Elevatórias e HidropressorasSistema misto de alimentação
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Instalações Elevatórias e HidropressorasInstalações Elevatórias e HidropressorasDIMENSIONAMENTO
� Capacidade do Reservatório� Volume médio diário do mês de maior consumo
� Capacidade da bomba� 100% do caudal de ponta do consumo
� Altura manométrica da bomba� Altura manométrica de aspiração + Altura manométrica de compressão
Hm = [Za + (v2/2g) + Ja] + [Zc + Jc]
� Potência da bombaP = ( γ*Q*Hm) / η
� Altura máxima de aspiraçãoHMA = patm / γ - [NPSH + Ja + pv / γ + α]
NPSH-Net Positive Suction Head-capacidade de aspiração
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INSTALAÇÕES DE ABASTECIMENTO INSTALAÇÕES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUADE ÁGUA
SISTEMAS DE COMBATE A INCÊNDIOS
� Generalidades� Meios de Combate� Dimensionamento� Dispositivos de Elevação
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GeneralidadesGeneralidades� Tipos de sistemas de combate a incêndio: � Sistemas de colunas secas;
� Sistemas de colunas húmidas;
� Redes de incêndio armadas (RIA);
� Sistemas de extinção automática (sprinklers)
� Altura de um edifício:� Diferença entre a cota do último piso ocupado e a cota da
via de acesso eficaz ao edifício
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GeneralidadesGeneralidades� Disposições Regulamentares
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Meios de combateMeios de combate� Bocas de incêndio exteriores e marcos de água
� Bocas de alimentação � Bocas de incêndio não armadas
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Meios de combateMeios de combate� Bocas de incêndio armadas
- tipo teatro -� Bocas de incêndio armadas
- tipo carretel -
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DimensionamentoDimensionamento
� Reservatórios
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DimensionamentoDimensionamento
� Colunas secas
� Tipos:
� Diâmetro 70mm ⇒ 2 bocas incêndio ∅45mm/ ∅50mm
� Diâmetro 100mm ⇒ 4 bocas incêndio ∅45mm/ ∅50mm
� Alimentação:
� Meios dos bombeiros (pressão/caudal)
� Cálculo:
� Caudais; Velocidades; Diâmetros
� Perdas de carga
� Pressão necessária à entrada (Verificar com os meios dos bombeiros)
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DimensionamentoDimensionamento
� Redes de incêndio armadas (RIA)
� Constituição:
� Fonte de alimentação; Coluna em carga; Bocas de incêndio armadas
� Fonte de alimentação:
� Ramal da rede pública; Sistema hidropneumático; Reservatório+EE
� Cálculo:
� Máximo 4 bocas em simultâneo; Pressão boca + afastada=250kPa
� Q=3ls-1 (teatro); Q=1.5ls-1 (carretel)
� Caudais; Velocidades; Diâmetros
� Perdas de carga
� Pressão necessária à entrada (Verificar com os meios dos
bombeiros/Dimensionamento do sistema de bombagem)
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DimensionamentoDimensionamento
� Colunas húmidas(edifícios com mais de 60m)
� Constituição:
� Fonte de alimentação; Coluna em carga; Bocas de incêndio armadas
� Mínimo duas colunas φ≥100mm
� Fonte de alimentação:
� Autónoma(Reservatório+Grupo)
� Cálculo:
� Reservatório:120m3(60m3:H<100m;A<750m2⇒Coluna seca)
� Pressão boca + afastada=400kPa
� Q=1000 lmin-1 (1 coluna); Q=2000 lmin-1 (grupo)
� Caudais; Velocidades; Diâmetros
� Perdas de carga
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Coluna secaColuna seca RIARIA Coluna húmidaColuna húmida
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DimensionamentoDimensionamento
� Sistemas de Extinção automática(sprinklers)
� Húmidos(carga permanente);
� Secos(ar comprimido a jusante do sistema de controlo-congelamento);
� Inundação(abertos)
� Constituição:
� Fonte de alimentação;
� Posto de controlo;
� Colunas;
� Troncos;
� Sub-ramais; Sprinklers;
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DimensionamentoDimensionamento� Sistemas de Extinção automática(sprinklers)
� Cálculo:
� Classes de risco (Ligeiros, Ordinários, Graves);
� Caudal a dispersar por sprinkler (densidade);
� Número de sprinklers em funcionamento simultâneo;
� Número máximo de sprinklers por sub-ramal;
� Dimensão nominal(função do tipo de risco)[K];
� Posicionamento da área de intervenção;
� Caudais; Velocidades; Diâmetros;
� Perdas de carga;
� Pressão necessária à entrada.
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Dispositivos de ElevaçãoDispositivos de Elevação
� Sistemas elevatórios ou sobrepressores
� Constituição:
� 2 bombas redundantes + 1 bomba de manutenção de pressão (jockey)
� 1 bomba ⇒ motobomba com motor Diesel ou ligação a grupo de emergência ou a fonte de energia autónoma;
� Arranque automático + manual;
� Bombas principais só com paragem manual;
� Comando automático por pressostatos;
� Válvula de segurança para escoamento de água por pontos de fuga no intervalo de tempo em que não se desactivam as bombas e a pressão tem um acréscimo de cerca de 20%;
� Velocidade de aspiração ≤ 1.5ms-1;
� Diâmetro de aspiração constante.
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Dispositivos de ElevaçãoDispositivos de Elevação
� Reservatório metálico para sistema hidropneumático
� Capacidade:
� 10m3 ⇒ Riscos ligeiros;
� 22m3 ⇒ Riscos ordinários;
� Não se utiliza em riscos graves;
� Volume de água ≤ 2/3 Volume total;
� Reposição automática de ar;
� P inic. Min.≥ P nom. + 25 m.c.a.
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Sistema ElevatórioSistema Elevatório
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INSTALAÇÕES DE DRENAGEMINSTALAÇÕES DE DRENAGEM
SISTEMAS DE DRENAGEM DE A. R. DOMÉSTICAS
� Generalidades� Concepção� Dimensionamento� Sistemas Elevatórios
40
GeneralidadesGeneralidades� Drenagem gravítica;
� Drenagem com elevação;
� Sistemas mistos.
� Drenagem gravítica� Recolha ao nível do arruamento onde se encontra o colector geral, ou a
nível superior;
� Ventilação primária;
� Ventilação secundária, obrigatória se H>35m e Q>700lmin-1 ;
� Tubos de queda;
� Colectores prediais;
� Câmaras de inspecção e de ramal(sem sifonagem);
� Ramal de ligação.
41
GeneralidadesGeneralidades� Drenagem com elevação� Recolha sempre a um nível inferior ao do arruamento onde se encontra
o colector geral, ou a nível superior;
� Poço de bombagem com ventilação independente;
� Ventilação primária;
� Ventilação secundária, obrigatória se H>35m e Q>700lmin-1 ;
� Tubos de queda;
� Colectores prediais;
� Câmaras de inspecção e de ramal(sem sifonagem);
� Ramal de ligação.
� Sistemas mistos� Recolha no mesmo edifício de águas residuais a níveis superiores e
inferiores ao arruamento.
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DimensionamentoDimensionamento� Caudais de descarga(min.)
43
DimensionamentoDimensionamento� Cálculo de caudais(Regulamento D.R.23/95)
44
DimensionamentoDimensionamento� Ramais de descarga não-individuais (Manning-Strickler): � Secção cheia:
D=[Q^(3/8)] / (0.6459*K^(3/8)*i^(3/16)
� Meia secção:
D=[Q^(3/8)] / (0.4980*K^(3/8)*i^(3/16)
� Tubos de queda:D=4.4205*Q^(3/8)*ts (-5/8)
Ventilação secundária ⇒ ts = 1/3
DIÂMETRO DO TUBODE QUEDA(mm)
TAXA DEOCUPAÇÃO(ts)
D=50mm 1/350 < D ≤ 75 1/475 < D ≤ 100 1/5100 < D ≤ 125 1/6
D > 125 1/7
45
DimensionamentoDimensionamento� Caudal de ar (vent. primária):
Qar=0.0285*ts (2/3)*(1- ts )*D^(8/3)
� L máx. coluna ventilação (primária):
Lv=(0.904x10-3/f)*(D v5/Qar
2)
� Caudal de ar (vent.secundária):
Qar=0.019*ts (2/3)*(1- ts )*D^(8/3)
� Colunas de ventilação (secundárias):
Dv=0.390*Lv^(0.187)*D
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Sistemas ElevatóriosSistemas Elevatórios� Recolha das águas produzidas a um nível inferior ao do
arruamento;
� Bombas submersíveis(poço com 1 câmara);
� Câmara seca(poço com duas câmaras);
� Poços de bombagem com dois grupos redundantes;
� Sistemas de comando, automático e manual;
� Sistemas de segurança e alarme comandados por sondas de nível;
� Diâmetro de compressão mínimo de 80mm;
� Dotados de ventilação secundária;
� Caudal de bombagem = Caudal de ponta afluente;
� Volume útil: q*t >Vol. > 900*Q/Nq-Caudal mín.; t- Tempo máx. retenção; Q- Caudal a elevar; N- Número de arranques por hora
47
Sistemas ElevatóriosSistemas Elevatórios
48
INSTALAÇÕES DE DRENAGEMINSTALAÇÕES DE DRENAGEM
SISTEMAS DE DRENAGEM DE A. R. PLUVIAIS E FREÁTICAS
� Generalidades� Concepção� Dimensionamento� Sistemas Elevatórios
49
GeneralidadesGeneralidades� Drenagem gravítica;
� Drenagem com elevação;
� Sistemas mistos.
� Drenagem gravítica� Recolha ao nível do arruamento onde se encontra o colector geral, ou a
nível superior;
� Sem ventilação;
� Tubos de queda;
� Colectores prediais;
� Câmaras de inspecção e de ramal(sem sifonagem);
� Ramal de ligação.
50
GeneralidadesGeneralidades� Drenagem com elevação� Recolha sempre a um nível inferior ao do arruamento onde se encontra
o colector geral, ou a nível superior;
� Poço de bombagem com ventilação independente;
� Sem ventilação;
� Tubos de queda;
� Colectores prediais;
� Câmaras de inspecção e de ramal(sem sifonagem);
� Ramal de ligação.
� Sistemas mistos� Recolha no mesmo edifício de águas residuais a níveis superiores e
inferiores ao arruamento.
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DimensionamentoDimensionamento� Caudais de Cálculo.� Obtidos com base nas curvas de intensidade, duração, frequência;
I = a*tb
� Período de retorno mínimo de 5 anos;
� Duração de 5 minutos;
� Regiões autónomas Madeira e Açores ⇒ Reg. Pluviométrica C
� Caudal ⇒ Q = C * I * A ; C=1
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DimensionamentoDimensionamento� Ramais de descarga(Manning-Strickler):� Secção cheia:
D=[Q^(3/8)] / (0.6459*K^(3/8)*i^(3/16)
� Tubos de queda:
� Escoamento normal� L≥40D + entrada em aresta viva;
� L≥1m + entrada em aresta cónica;� Sem qualquer restrições ou sinuosidades.
Q=[α+β*(H/D)]* π*D*H*RAIZQ(2*g*H)
α=0.453-entrada em aresta viva; α=0.578-entrada em aresta cónica;
β -0.350; H-Carga no tubo de queda(m)
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DimensionamentoDimensionamento� Ramais de descarga(Manning-Strickler):� Secção cheia:
D=[Q^(3/8)] / (0.6459*K^(3/8)*i^(3/16)
� Tubos de queda:
� Escoamento normal� L≥40D + entrada em aresta viva;
� L≥1m + entrada em aresta cónica;� Sem qualquer restrições ou sinuosidades.
Q=[α+β*(H/D)]* π*D*H*RAIZQ(2*g*H)
α=0.453-entrada em aresta viva; α=0.578-entrada em aresta cónica;
β -0.350; H-Carga no tubo de queda(m)
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DimensionamentoDimensionamento� Tubos de queda:
� Escoamento acidental� L ≤ 40D + entrada em aresta viva;
� L ≤ 1m + entrada em aresta cónica;
Q=C*S*RAIZQ(2*g*H)
H-Carga no tubo de queda(m)
� Drenagem freática:
� Dependente da geomorfologia do terreno
� 1 ls-1 ⇒ 1000 m2
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INSTALAÇÕES DE DRENAGEMINSTALAÇÕES DE DRENAGEM
Interligação de especialidades
� Arquitectura� Ductos, Equipamentos(I.S., Cozinhas, etc.);
� Estrutura� Elementos estruturais(Vigas, Paredes resistentes, Fundações), Negativos;
� AVAC� Tubagens, Dispositivos, Pontos de água e esgoto;
� Segurança� Ligações à CDI (Centrais de incêndio e sprinklers)
� Ligações à central de segurança(Centrais de água, incêndio,sprinklers e esgoto)
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