Embed Size (px)
Citation preview
Sistemas Prediais
Hidráulico-Sanitários
Wellington Luiz Borges
Belo Horizonte, 2010.
2
SUMÁRIO
1.1 - PERSPECTIVA DOS SISTEMAS HIDRÁULICO-SANITÁRIOS NO BRASIL .... 5
1.2 - SISTEMAS HIDRÁULICO-SANITÁRIOS MÍNIMOS .......................................... 5
1.3 - SISTEMAS PREDIAIS E RESPECTIVAS NORMAS ......................................... 6
1.3.1 - SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA FRIA ...................................................... 6
1.3.2 - INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE ....................................... 10
1.3.3 - SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTO SANITÁRIO – PROJETO E
EXECUÇÃO ........................................................................................................ 13
1.3.4 - SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUAS PLUVIAIS .......................................... 14
2. SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA FRIA .................................................................. 16
2.1 - PRINCÍPIOS GERAIS PARA ÁGUA FRIA ...................................................... 16
2.2 – RESERVATÓRIOS......................................................................................... 16
2.2.1 - PRESCRIÇÕES PARA RESERVATÓRIOS .............................................. 16
2.2.2 - CONSUMO DIÁRIO .................................................................................. 16
2.2.3 - DIMENSIONAMENTO DOS RESERVATÓRIOS .................................... 19
2.3 - DIMENSIONAMENTO DO ALIMENTADOR PREDIAL E DO RAMAL PREDIAL
................................................................................................................................ 21
2.4 - LIGAÇÃO PREDIAL ...................................................................................... 23
2.5 - DIMENSIONAMENTO DO EXTRAVASOR E LIMPEZA .................................. 26
2.6 - CONDUÇÃO DE ÁGUA FRIA ....................................................................... 28
2.6.1 - QUANTO À PRESSÃO MÁXIMA E MÍNIMA ........................................... 28
2.6.2 - QUANTO À VELOCIDADE MÁXIMA DO FLUXO ................................... 29
2.6.3 - QUANTO AO GOLPE DE ARIETE ......................................................... 29
2.6.4 - QUANTO À PERDA DE CARGA ............................................................ 30
2.6.5 - CÁLCULO DAS PERDAS DE CARGA ..................................................... 31
2.6.6 - QUANTO À VAZÃO E DIÂMETROS MÍNIMOS ........................................ 43
2.7 - SISTEMA ELEVATÓRIO ............................................................................... 46
2.7.1 - TUBULAÇÃO DE SUCÇÃO ...................................................................... 46
2.7.2 - TUBULAÇÃO DE RECALQUE ............................................................... 47
2.7.3 - VAZÃO A CONSIDERAR PARA A BOMBA .............................................. 47
2.7.4 - DIMENSIONAMENTO DE RECALQUE E DE SUCÇÃO ........................... 48
2.7.5 - BOMBAS .................................................................................................. 52
SISTEMA ELEVATÓRIO ESQUEMÁTICO .......................................................... 56
2.8 - DIMENSIONAMENTO DOS SUB-RAMAIS ................................................... 61
2.9 - DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS DE ALIMENTAÇÃO ........................... 61
3
2.10 - DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE ...................................................... 71
PLANILHA DE CÁLCULO DE INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA ......... 79
2.11 - DIMENSIONAMENTO DAS COLUNAS DE DISTRIBUIÇÃO ........................ 80
- MÉTODO DE HUNTER - ...................................................................................... 80
PLANILHA DE CÁLCULO DE INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA ......... 82
3. SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE............................................................ 83
3.1 - PRINCÍPIOS GERAIS PARA ÁGUA QUENTE .............................................. 83
3.2 - TIPOS DE SISTEMAS DE AQUECIMENTO ................................................. 83
3.3 - CONSUMO PREDIAL ................................................................................... 84
3.4 - CONDUÇÃO DE ÁGUA QUENTE ................................................................. 84
3.4.1 - QUANTO À PRESSÃO MÁXIMA E MÍNIMA ........................................... 85
3.4.2 - QUANTO AS VAZÕES E VELOCIDADES MÁXIMAS DE FLUXO .......... 85
3.4.3 - QUANTO ÁS PERDAS DE CARGA ........................................................ 85
3.4.4 - QUANTO À VAZÃO E DIÂMETRO MÍNIMOS ......................................... 85
3.5 - DIMENSIONAMENTO PARA A DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA QUENTE ............ 87
3.5.1 - SUB-RAMAIS ......................................................................................... 87
3.5.2 - RAMAIS DE ALIMENTAÇÃO .................................................................. 87
3.5.3 - COLUNAS DE DISTRIBUIÇÃO .............................................................. 87
3.6 - PRODUÇÃO DE ÁGUA QUENTE ................................................................... 88
3.6.1 - ELETRICIDADE E GÁS ............................................................................ 88
3.6.2 - ENERGIA SOLAR .................................................................................. 95
4. SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTO SANITÁRIO .................................................. 97
4.1 - PRINCÍPIOS GERAIS PARA ESGOTO SANITÁRIO ...................................... 97
4.1.1 - ESGOTO SECUNDÁRIO E ESGOTO PRIMÁRIO .................................... 97
4.2 - DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO DE ESGOTO SANITÁRIO .............. 97
4.2.1 - RAMAIS DE DESCARGA E RAMAIS DE ESGOTO ................................. 97
POLEGADA ............................................................................................................ 99
4.2.2 - TUBOS DE QUEDA TQ .......................................................................... 102
4.2.3 - COLETOR PREDIAL, SUBCOLETOR OU REDE HORIZONTAL ........... 105
4.3 - TUBULAÇÃO DE VENTILAÇÃO ................................................................... 107
4.3.1 - OBJETIVO DA VENTILAÇÃO ................................................................. 107
4.3.2 - PRESCRIÇÕES BÁSICAS ..................................................................... 107
4.3.3 - DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO DE VENTILAÇÃO................... 112
4.4 - DIMENSIONAMENTO DAS CAIXAS ............................................................ 115
4.4.1 - CAIXA COLETORA (CC) ........................................................................ 115
4.4.2 - CAIXA DE INSPEÇÃO (C I) .................................................................... 115
4
4.4.3 - CAIXA DE PASSAGEM (C P) ................................................................. 118
4.4.4 - CAIXA RETENTORA DE GORDURA (CG) ............................................ 119
4.4.5 - CAIXA SIFONADA (CS) ......................................................................... 121
4.4.6 - POÇO DE VISITA (PV) ........................................................................... 122
4.5 - FOSSAS SÉPTICAS ..................................................................................... 123
4.5.1 - TERMINOLOGIA .................................................................................... 123
4.5.2 - PRINCÍPIOS GERAIS PARA FOSSAS SÉPTICAS ................................ 127
4.5.3 - TIPOS DE FOSSAS SÉPTICAS ............................................................. 127
4.5.4 - DIMENSIONAMENTO DAS FOSSAS SÉPTICAS .................................. 133
4.5.5 - DISPOSIÇÃO DO EFLUENTE ................................................................ 139
4.5.6 - OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO .............................................................. 144
4.6 ANEXOS SISTEMAS PREDIAIS ESGOTO SANITÁRIO ................................. 145
4.6.1 DISPOSITIVOS DE ADMISSÃO DE AR ................................................... 145
4.6.2 LIGAÇÃO DO RAMAL DE VENTILAÇÃO ................................................. 146
4.6.3 DESVIO DO TUBO DE QUEDA ................................................................ 148
4.6.4 ZONAS DE SOBREPRESSÃO ................................................................. 149
5. SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUAS PLUVIAIS ...................................................... 150
5.1 - PRINCÍPIOS GERAIS PARA ÁGUAS PLUVIAIS .......................................... 150
5.2 - DIMENSIONAMENTO PARA ÁGUAS PLUVIAIS .......................................... 150
5.2.1 - FATORES METEOROLÓGICOS ............................................................ 151
5.2.2 - ÁREA DE CONTRIBUIÇÃO .................................................................... 155
5.2.3 - VAZÃO DE PROJETO ............................................................................ 155
5.2.4 - CALHAS ................................................................................................. 156
5.2.5 - CONDUTORES VERTICAIS ................................................................... 159
5.2.6 - CONDUTORES HORIZONTAIS ............................................................. 162
5.2.7 - CAIXA DE AREIA E CAIXA DE INSPEÇÃO ........................................... 167
5
1.1 - PERSPECTIVA DOS SISTEMAS HIDRÁULICO-SANITÁRIOS NO BRASIL
Os sistemas prediais hidráulico-sanitários são regidos por normas da ABNT e
estão em constante evolução, portanto sujeitos a alterações visando adequá-los à
realidade. As normas são dinâmicas, precisam de constantes revisões.
Os projetos de sistemas prediais precisam ser integrados aos projetos
estruturais e as interferências devem ser analisadas e reduzidas ao mínimo.
Os projetos devem ter um nível de detalhamento que garantam a execução na
obra, sem improvisações; esta é a solução mais econômica e eficaz.
Na prática verifica-se um certo desprezo para com os projetos de sistemas
prediais e mais tarde, após a implantação da obra, vários problemas irão surgir,
relacionados com a hidráulica e estes poderiam ter sido eliminados se fosse dada a
devida importância que o assunto requer.
Faz-se necessário obrigar a incorporação da ART (Anotação de
Responsabilidade Técnica) ao projeto, bem como instituir uma fiscalização deste e de
sua execução.
1.2 - SISTEMAS HIDRÁULICO-SANITÁRIOS MÍNIMOS
Os sistemas prediais de água e esgotos têm como finalidades fazer a
distribuição da água, em quantidade suficiente, e promover o afastamento adequado
das águas servidas, criando, desta forma, condições favoráveis ao conforto e
segurança dos usuários.
Toda habitação, por mais simples que seja, deve possuir sistema de
abastecimento de água e condições satisfatórias de esgotamento dos resíduos.
Atendendo às exigências sanitárias mínimas, consegue-se atenuar o perigo das
contaminações; mas este perigo não é eliminado completamente, razão pela qual é
necessário que as populações e os governos adotem critérios nos quais as atividades
sanitárias sobreponham às de ordem econômica.
Os sistemas podem ser classificados em internos, quando estiverem no interior
das edificações; e externos, que são as obras públicas de saneamento.
Os sistemas hidráulico-sanitários residenciais mínimos compreendem os
seguintes aparelhos sanitários: um vaso ou bacia sanitária, um lavatório, um chuveiro,
uma pia de cozinha e um tanque. É necessário ainda que se instale uma caixa de
gordura, uma caixa sifonada e caixa de inspeção para ligar o esgoto predial à rede
6
pública. Em projetos especiais podem ser suprimidos e/ou acrescentados alguns
aparelhos sanitários, obedecendo, porém, as recomendações das Tabelas 1.1 e 1.2
A distribuição da água quente em sistemas prediais tem por finalidade atender
aos usos domésticos como banho, lavagem de roupas e utensílios de cozinha,
tornando-se indispensável em ambiente de maior conforto. O seu emprego é muito
difundido em indústrias, lavanderias, laboratórios e hospitais. É utilizada também para
a calefação, mas este fim não é de corrente uso no Brasil e sim em países de clima
frio.
As águas pluviais deverão ser conduzidas, por sistemas especiais, aos cursos
d’água disponíveis na região. A ligação do esgotamento das águas pluviais das
edificações à rede pública é feita através de uma caixa de areia ou de um poço de
visita. É comum também o lançamento direto em sarjetas de vias públicas.
1.3 - SISTEMAS PREDIAIS E RESPECTIVAS NORMAS
1.3.1 - SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA FRIA
NBR 5626/1998 DA ABNT.
A distribuição de água fria potável poderá ser feita através dos seguintes
maneiras:
a) Distribuição Direta
Os pontos de saída de água serão alimentados diretamente da rede
pública, quando houver pressão suficiente e continuidade no sistema público
de abastecimento de água. Neste caso não existe reservatório domiciliar e a
distribuição da água no interior da edificação é ascendente (Figura 1.1).
b) Distribuição Indireta
Este sistema de distribuição exige o uso de reservatórios de acumulação para
atender às eventuais interrupções de fornecimento de água ou quando a pressão da
rede pública não for suficiente para elevar a água até o reservatório superior.
7
Tabela 1.1 – Número mínimo de aparelho sanitário
Tipo de edifício
ou ocupação
Lavatórios Banheiras ou
Chuveiros
Bebedouros
instalados fora
dos
compartimentos
sanitários
Vasos sanitários Mictórios
Residências ou
apartamentos
1 p/ cada
residência ou
apartamento
1 p/ cada
residência ou
apartamento e
chuveiro para
serviço
1 p/ cada
residência ou
apartamento e 1
para serviço
Escolas
Primárias
1 p/ cada 60
pessoas
1 p/ cada 20
alunos (caso haja
Educação Física)
1 p/ cada 75
alunos
Meninos: 1 p/
cada 100
Meninas: 1 p/
cada 25
1 para cada 30
meninos e/ou
rapazes
Escolas
Secundárias
1 p/ cada 100
pessoas
Rapazes: 1 p/
cada 100
Moças: 1 para
cada 45
Escritórios ou
Edifícios
Públicos
Nº de
pessoa
s
Nº de
aparel
hos
Nº de
pessoa
s
Nº de
aparelh
os
Quando há
mictórios
instalar 1 vaso
sanitário
1 - 15
16-35
36-60
61-90
91-125
1
2
3
4
5
1 para cada 75
pessoas
1-15
16-35
36-55
56-80
81-110
111-
150
1
2
3
4
5
6
para cada
mictório,
contanto que o
número de
vasos não seja
reduzido a
Acima de 125,
adicionar 1
aparelhos p/
cada 45
pessoas a mais
Acima de 150,
adicionar 1
aparelhos p/
cada 40 pessoas
a mais
menos de 2/3
do especificado
Estabelecimento
s industriais
Nº de
pesso
Nº de
aparelh
1 chuveiro para
cada 15 pessoas
1 para cada 75
pessoas
Nº de
pesso
Nº de
aparelh
Mesma
especificação
8
as os dedicadas a as os feita para os
1-100 1 para
cada
10
pessoa
s
atividades
contínuas ou
expostas a calor
excessivo ou
contaminação da
1-9
10-24
25-49
50-74
75-100
1
2
3
4
5
escritórios ou 1
p/ cada 50
operários
Mais
de
100
1 para
cada
15
pessoa
s
pele com
substâncias
venenosas,
infecciosas ou
irritantes
Acima de 100,
adicionar 1
aparelho para
cada 30
empregados
Tabela 1. 2 – Número mínimo de aparelho sanitário
Tipo de
edifício ou
ocupação
Lavatórios Banheiras ou
Chuveiros
Bebedouros
instalados
fora dos
compartime
ntos
sanitários
Vasos sanitários Mictórios
Cinemas,
teatros,
auditórios e
Nº de
pessoa
s
Nº de
aparel
hos
Nº de
pessoas
Nº de
aparelhos
Nº de
pessoas
Nº de
aparelhos
locais de
reunião
1 para cada mas
c
fem MASC
1-200
201-
400
401-
750
1
2
3
100 pessoas 1-100
101-200
201-440
1
2
3
1
2
3
1-100
101-200
201-400
1
2
3
Acima de 750,
adicionar 1
aparelho para
cada 500
pessoas a mais
Acima de 400,
adicionar 1 aparelho
para cada 500
homens ou 300
mulheres a mais
Acima de 400,
adicionar 1 aparelho
para cada 300
homens a mais
Dormitórios 1 para cada 12
pessoas. Acima
1 para cada 8
pessoas. No
1 para cada
75 pessoas
Nº de
pessoas
Nº de
aparelho
s
1 para cada 25
homens.
Acima de 150
pessoas
9
de 12 adicionar
1
caso de
dormi-
mas
c
fem. mas
c
fe
m
adicionar 1 aparelho
lavatório para tórios de mu- 1-10 1-8 1 1 para cada 20
pessoas
cada 20
homens ou
para cada 15
mulheres a
mais
lheres,
adicionar
banheiras na
razão de 1
para cada 30
pessoas a
mais
Acima de 10 homens
adicionar um aparelho
para cada 25 homens
a mais e acima de 8
mulheres 1 aparelho
para cada 20
mulheres a mais
a mais.
Acampament
os e
instalações
provisórias
1 para cada
30 operários
1 para cada 30
operários
1 para cada 30
operários
Podem ser adotados três casos:
b.1 - Distribuição indireta, sem recalque
A água potável vem diretamente da rede pública, quando houver pressão
suficiente até o reservatório superior, que alimenta por gravidade os pontos de saída
de água. Este reservatório fica situado acima do pavimento mais elevado do prédio.
(Figura 1.2).
b.2 - Distribuição indireta, com recalque
Quando a pressão da rede pública não for suficiente para alimentar o
reservatório superior, utiliza-se um outro de cota reduzida, geralmente localizado no
pavimento térreo ou no sub-solo, denominado reservatório inferior ou subterrâneo, de
onde a água é recalcada, por meio de bombas, para o reservatório superior ou
elevado e a partir deste é feita a distribuição por gravidade para o interior da
edificação. (Figura 1.3).
10
b.3 - Distribuição indireta, hidropneumática
Este processo dispensa o reservatório superior e a distribuição é ascendente, a
partir de um reservatório de aço onde a água fica pressurizada. Este reservatório
hidropneumático é alimentado por bombeamento a partir do reservatório inferior. Estes
equipamentos requerem manutenção preventiva periódica. (Figura 1.4).
c) Distribuição Mista
Trata-se de uma associação dos sistemas direto e indireto, ou seja, parte da
edificação tem os pontos de saída de água alimentados diretamente pela rede pública
e parte alimentada pelo reservatório superior ou através do sistema hidropneumático.
(Figura 1.5).
Cada um dos sistemas relacionados apresentam vantagens e desvantagens,
que devem ser analisadas pelo projetista, conforme a realidade local em que esteja
trabalhando.
A NBR 5626/98 recomenda que a utilização dos sistemas de distribuição de
água direto ou hidropneumático sejam devidamente justificados.
1.3.2 - INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE
NBR 7198/1993, DA ABNT.
Projeto e execução de Sistemas Prediais de Água Quente.
O aquecimento da água para fins domésticos normalmente é realizado pelos
seguintes sistemas:
a) Instantâneo ou Individual
O sistema de aquecimento é instantâneo ou individual quando alimenta uma
única peça de utilização. Ex.: chuveiros, torneiras.
11
b) Central Privado
O sistema de aquecimento é central privado quando alimenta várias peças de
utilização de um único domicílio, podendo ser instantâneo ou de acumulação. Ex.:
aquecedor de acumulação e reservatório de água quente.
c) Central Coletivo
O sistema de aquecimento é central coletivo quando alimenta peças de
utilização de vários domicílios ou várias unidades. Ex.: Prédio de apartamentos, hotéis,
motéis, hospitais, etc.
Figura 1.1 – Distribuição Direta
Figura 1. 2 – Distribuição Indireta, sem recalque
12
Figura 1. 3 – Distribuição indireta, com recalque
Figura 1. 4 – Distribuição indireta, hidropneumática
13
Figura 1. 5 – Distribuição mista
1.3.3 - SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTO SANITÁRIO – PROJETO E EXECUÇÃO
NBR 8160/1999 DA ABNT
O despejo de esgoto sanitário poderá ser feito através das seguintes formas:
a) Direto
O esgoto é lançado diretamente do coletor predial ao coletor público, quando a
profundidade do mesmo não exceder à do coletor público. (Figura 1.6)
b) Indireto
O esgoto é recolhido em caixa coletora quando a profundidade do coletor
predial exceder à do coletor público e, em seguida, por meio de uma elevatória, é
recalcado para esse coletor. (Figura 1.7)
14
1.3.4 - SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUAS PLUVIAIS
NBR 10844/1989 DA ABNT.
O esgotamento das águas pluviais poderá ser direto ou indireto (tal qual o de
esgoto sanitário) para os coletores públicos de águas pluviais ou sarjetas dos
logradouros. O mesmo deverá ser projetado através do menor percurso e
conseqüentemente ser feito no menor tempo possível.
O esgotamento das águas pluviais deverá ser independente do esgoto
sanitário, eliminando assim a possibilidade de penetração de gases ao interior
das edificações.
Além da NBR 10844/1989 da ABNT, os sistemas prediais de águas pluviais
são regidos também pelos códigos de Obras Municipais, que normalmente proíbem a
queda livre das águas dos telhados das edificações, bem como em terrenos vizinhos.
Figura 1. 6 – Esgotamento Direto
15
Figura 1.7 – Esgotamento Indireto
16
2. SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA FRIA
2.1 - PRINCÍPIOS GERAIS PARA ÁGUA FRIA
As Normas NBR 5626/98 prescreve os requisitos técnicos mínimos para que as
instalações prediais de água fria sejam projetadas e construídas de tal maneira que:
- garantam o fornecimento suficiente de água;
- minimizam os ruídos;
- tenham pressão mínima necessária;
- mantenham a qualidade da água.
2.2 – RESERVATÓRIOS
2.2.1 - PRESCRIÇÕES PARA RESERVATÓRIOS
Segundo a Norma NBR 5626/98 os reservatórios devem ser projetados e
construídos de maneira que:
- sejam perfeitamente estanques;
- possuam paredes lisas, executadas com materiais que não alterem a qualidade da
água e que resistam ao ataque da mesma;
- impossibilitem o acesso de elementos que poluam ou contaminem a água;
- possuam abertura para inspeção, limpeza e eventuais reparos;
- sejam dotados de extravasor;
- tenham canalização para esgotamento e, quando a área do fundo for superior a 2m2,
esta deverá ser inclinada a fim de permitir o seu perfeito esvaziamento.
OBS.: Alguns Códigos Municipais estabelecem que os reservatórios com capacidade
superior a 4.000 litros devem ser divididos em dois compartimentos iguais,
sendo estes interligados através de um barrilete.
2.2.2 - CONSUMO DIÁRIO
Quando não for conhecida a população da edificação, para fins de cálculo
determina-se a mesma através da Tabela 2.1.
17
Em caso de residências normalmente estima-se duas pessoas para cada
quarto e uma pessoa para quarto de empregada. Depois de conhecida a população,
calcula-se o consumo diário através da Tabela 2.2.
Cd = P x q
Sendo,
Cd - consumo diário, em l/dia.
P - população.
q - consumo “per capita”, em l/dia.
Tabela 2.1 – Taxa de ocupação de acordo com a natureza do local
Natureza do local Taxa de ocupação
Prédio de apartamentos Duas pessoas por quarto e 200 l/pessoa/dia
Prédio de escritórios de
- uma só entidade locadora Uma pessoa por 7,0 m2 de área
- mais de uma entidade locadora Uma pessoa por 5,0 m2 de área
Restaurantes Uma pessoa por 1,5 m2 de área
Teatros e cinemas Uma cadeira para cada 0,7 m2 de área
Lojas (pavimento térreo) Uma pessoa por 2,5 m2 de área
Lojas (pavimentos superiores) Uma pessoa por 5,0 m2 de área
Supermercados Uma pessoa por 2,5 m2 de área
Shopping Center Uma pessoa por 5,0 m2 de área
Salões de hotéis Uma pessoa por 6,0 m2 de área
Museus Uma pessoa por 8,0 m2 de área
18
Tabela 2.2 – Estimativa de consumo diário de água
Tipo do prédio Unidade Consumo l/dia
1. Serviço doméstico
Apartamentos per capita 200
Apartamentos de luxo por quarto 300 a 400
por quarto de empregada 200
Residência de luxo per capita 300 a 400
Residência de médio valor per capita 150
Residências populares per capita 120 a 150
Alojamentos provisórios de obra per capita 80
Apartamento de zelador 600 a 1.000
2. Serviço público
Edifícios de escritórios por ocupante efetivo 50 a 80
Escolas, internatos per capita 150
Escolas, externatos por aluno 50
Escolas, semi-internato por aluno 100
Hospitais e Casas de Saúde por leito 250
Hotéis com cozinha e lavanderia por hóspede 250 a 350
Hotéis sem cozinha e lavanderia por hóspede 120
Lavanderias por kg de roupa seca 30
Quartéis por soldado 150
Cavalariças por cavalo 100
Restaurantes por refeição 25
Mercados por m2 de área 5
Garagens e postos de serviços por automóvel 100
para automóveis por caminhão 150
Rega de jardins por m2 de área 1,5
Cinemas, teatros por lugar 2
Igrejas por lugar 2
Ambulatórios per capita 25
Creches per capita 50
3. Serviço industrial
Fábricas (uso pessoal) por operário 70 a 80
Fábrica com restaurante por operário 100
Usinas de leite por litro de leite 5
Matadouros por animal abatido 300
(de grande porte)
Idem de pequeno porte 150
19
2.2.3 - DIMENSIONAMENTO DOS RESERVATÓRIOS
Conforme o item 1.3.1 do Capítulo I, a distribuição de água fria poderá ser feita
através dos sistemas de distribuição direta, indireta sem recalque, com recalque e
hidropneumática ou mista. No Brasil, porém, são encontrados em quase todas as
localidades deficiências quanto ao abastecimento d’água, razão pela qual
normalmente não é usado o sistema de distribuição direta. Em função disto é usual
prever os reservatórios com capacidade superior ao consumo diário. Alguns autores
prevêem reservatórios com capacidade suficiente para dois dias de consumo. Pela
nossa vivência achamos desnecessário a previsão para dois dias. Dimensionaremos,
então, nossos reservatórios com capacidade suficiente para o consumo diário
acrescido de 25% do mesmo, para que alguma eventual intermitência do
abastecimento da rede pública não interfira na distribuição predial.
No caso de se usar o sistema de distribuição indireta sem recalque, o volume
de água estimado ficará armazenado no reservatório superior. Já no caso de se usar o
sistema indireto com recalque, o reservatório inferior deverá armazenar 60% do
volume estimado, enquanto que o superior armazenará os 40% restantes.
Além do consumo predial, deverá ser previsto também a reserva de incêndio
de acordo com as Normas vigentes. A reserva de incêndio será assunto do capítulo VI.
Exemplo 2.1
Calcular a capacidade do reservatório de uma residência de dois pavimentos
com quatro quartos, sendo uma suite e um quarto de hóspedes. A residência possui
ainda uma dependência completa de empregada, para ser ocupada por duas pessoas.
Cálculo do consumo diário:
Baseado nas Tabelas 2.1 e 2.2 é possível fazer uma estimativa da população e
adotar um valor de consumo “per capita” (q), de acordo com o padrão da edificação.
Adotaremos q = 300 l/dia, duas pessoas por quarto e 2 empregadas ocupando a
dependência. O quarto de hóspede será ocupado eventualmente mas é necessário
computar toda a população para dimensionar o reservatório.
20
A edificação possui 02 pavimento e isto nos leva a definir o sistema de
distribuição indireto, sem recalque com o emprego apenas do reservatório superior.
Cd = P x q
Cd = (4 x 2 + 2) x 300 l = 3.000 l = 3 m3
Supondo que o serviço de abastecimento público seja contínuo, a NBR
5626/82 recomenda que a capacidade do reservatório seja superior ao consumo
diário. Adotaremos um acréscimo de 25% sobre o volume calculado.
Capacidade do reservatório:
CR = 3.000 x 1,25
CR = 3.750 litros
Conclusão: Este reservatório pode ser executado “in loco” em concreto armado, com
capacidade para 4.000 l; ou utilizar 04 caixas d’água de 1.000 l cada, interligando-as
como vasos comunicantes.
Exemplo 2.2
Calcular a capacidade dos reservatórios de um edifício residencial com 16
pavimento tipos, com 02 apartamentos por pavimento sendo que cada apartamento
possui 02 quartos e dependência de empregada. A área construída é de 5.200 m2 e o
abastecimento urbano de água é contínuo.
Cálculo do consumo diário:
Das Tabelas 2.1 e 2.2 tiramos os seguintes valores: q = 200 l (“ per capita” ) e
duas pessoas por quarto.
Cada apartamento terá: 2 x 2 + 1 = 5 pessoas. O edifício possui: 16 x 2 = 32
apartamentos. População estimada do prédio: 32 x 5 = 160 pessoas.
Cd = 160 x 200 = 32.000 l = 32 m3
A capacidade dos reservatórios será:
21
CR = 32 x 1,25 = 40 m3
Como o edifício possui 16 pavimentos, o sistema de distribuição adotado será
indireto com recalque sendo necessária a utilização de 02 reservatórios: um superior,
no qual será armazenado 40% (Cd) e o outro inferior com capacidade para 60% (Cd).
CR (superior) = 0,4 x 40 = 16 m3
CR (inferior) = 0,6 x 40 = 24 m3
Para edifícios com 04 ou mais pavimentos a NB 24/65 da ABNT e os
Grupamentos de Incêndios exigem uma reserva d’água para auxiliar o combate a
incêndios. Este assunto será visto no capítulo VI mas, para concluir o
dimensionamento dos reservatórios será necessário consultar a tabela 6.7 que nos
fornece, em função da área construída e da classe de risco, o volume de 15 m3, no
reservatório elevado ou superior.
Acrescentando a reserva de incêndio, a capacidade dos reservatórios será:
CR (superior) = 31 m3
CR (inferior) = 24 m3
2.3 - DIMENSIONAMENTO DO ALIMENTADOR PREDIAL E DO RAMAL PREDIAL
ALIMENTADOR PREDIAL
Tubulação compreendida entre o ramal predial e a primeira derivação ou válvula de
flutuador do reservatório.
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 Cia. Concessionária de Água local.
22
A Figura 2.1 complementa estas definições.
Figura 2.1 – Alimentador predial e ramal predial
Para o dimensionamento do alimentador predial tem que ser considerado o
sistema de distribuição a ser adotado.
Se a distribuição for direta, o cálculo do alimentador predial se faz como o do
barrilete de distribuição de um reservatório, conforme será visto no item 2.10. Já no
caso da distribuição ser indireta ou mista, admite-se para o cálculo que o
abastecimento da rede seja contínuo e que a vazão que abastece o reservatório seja
suficiente para suprir o consumo diário dividido pelo tempo de 24 horas.
Cd
Qmin = __________
86400
Sendo,
Qmin - Vazão mínima, em l/s
Cd - consumo diário, em l
24 horas = 86400 segundos
Na prática adota-se a velocidade do alimentador predial oscilando entre os
valores de 0,60 a 1,00 m/s. Conhecida a vazão mínima e fixada a velocidade, o
diâmetro do alimentador predial pode ser obtido pelos ábacos de Fair-Whipple-Hsiao
para tubulações de aço galvanizado ou de cobre e plástico, nas figuras 2.6 e 2.7,
respectivamente.
23
O alimentador predial tem o mesmo diâmetro do ramal predial.
Algumas companhias de saneamento adotam o diâmetro mínimo de 3/4” para o
ramal predial.
As Companhias de Saneamento apresentam tabelas que relacionam o
diâmetro do ramal predial em função do número de economias. A TAB.5 é da
COPASA-MG que adota o diâmetro mínimo de 1/2” (15 mm) para atender até 04
(quatro) economias. A TAB.6 é da CEDAE-RJ, com diâmetro mínimo de 3/4” (20 mm).
2.4 - LIGAÇÃO PREDIAL
Se compararmos as Tabelas 2.3 e 2.4 vamos observar que os diâmetros do
ramal predial variam para cada região. Recomendamos que o projetista consulte
sempre as normas da concessionária de água local para detalhar a ligação predial.
Tabela 2.3 – Diâmetro do Ramal Predial – COPASA - MG
24
Tabela 2.4 – Diâmetro do Ramal Predial – CEDAE - RJ
Número de economias Diâmetro do Ramal Predial
Polegada (mm)
de 1 a 5
de 6 a 10
de 11 a 20
de 21 a 80
de 81 a 400
de 401 a 600
¾ (20)
1 (25)
1 ½ (40)
2 (50)
3 (75)
4 (100)
A Figura 2.2 exemplifica a ligação predial de acordo com as recomendações da
COPASA-MG.
25
A - Para a instalação predial, utilize o material adequado de maneira a evitar
vazamentos. Não recomendamos o uso de mangueiras;
B - O tubo de ferro galvanizado deve ter 60cm, sendo 40cm acima do piso e o
restante enterrado e fixado na base de concreto;
C - O tubo(gabarito) deve ficar perfeitamente nivelado. Este tubo será
posteriormente substituído pelo hidrômetro;
D - O tubo de ferro galvanizado deve ter 75cm, sendo 40cm acima do piso e o
restante enterrado e fixado na base de concreto;
E - O padrão deve ter um afastamento de, no máximo, 1,50m (um metro e
meio)em relação à testada do lote (muro de frente);
F- A tubulação que vai até o passeio deve ser de PEAD(Polietileno de alta
densidade), flexível, cor azul, DN 20;
G - Deixe a ponta do tubo PEAD no passeio(tubo de espera), com uma
distância de 25cm para fora da testada do lote(muro de frente) e a 38cm de
profundidade, para receber a ligação. Você deve arrolhar a ponta com bucha
de papel e cobrir com terra, até que seja executada a ligação.
H - Deve ser utilizada uma das divisas laterais do lote para a instalação do
padrão. Caso não seja possível, consulte a COPASA.
Figura 2.2 – Cavalete Padrão COPASA – MG
26
2.5 - DIMENSIONAMENTO DO EXTRAVASOR E LIMPEZA
O diâmetro do extravasor e da tubulação de limpeza é determinado adotando-
se uma bitola comercial imediatamente superior à bitola do alimentador predial ou da
tubulação de recalque. (Figura 2.3).
Figura 2.3 – Extravasor e tubulação de limpeza
Exemplo 2.3
Dimensionar o alimentador predial, o diâmetro do extravasor e a tubulação de
limpeza da residência do exemplo 2.1.
a) Cálculo do alimentador predial
1º processo: pela vazão mínima
Q min = Cd/86400
do exemplo 2.1: Cd = 3.000 l
Q min = 3.000/86400 = 0,035 l/s
Conhecida a vazão e limitando a velocidade na faixa de 0,60 a 1,00 m/s, na figura
2.6 tiramos o diâmetro correspondente:
min = 1/2” (15 mm)
2º processo: pelo número de economias
No presente caso temos apenas uma economia ou ligação predial.
27
A COPASA-MG adota o diâmetro mínimo de 1/2”, conforme a tabela 2.3.
A CEDAE-RJ adota o diâmetro mínimo de 3/4”, conforme a tabela 2.4.
Conclusão: Adotar o diâmetro de acordo com a concessionária local.
b) Cálculo do extravasor e tubulação de limpeza
Adota-se uma bitola comercial imediatamente superior ao diâmetro do alimentador
predial.
COPASA-MG 3/4”
CEDAE-RJ 1”
Exemplo 2.4
Determinar o diâmetro do alimentador predial, do extravasor e da tubulação de
limpeza para o edifício residencial do exemplo 2.2.
O alimentador predial neste caso é a tubulação que alimenta apenas o
reservatório inferior.
a) Cálculo do alimentador predial.
1º processo: pela vazão mínima
Qmin = Cd/86400
do exemplo 2.2: Cd: Cd = 32000 l
Qmin = 32.000/86.400 = 0,37 l/s
Para v = 0,60 m/s e Q = 0,37 l/s, nos ábacos das figuras 2.6 e 2.7, o diâmetro
encontrado é de 1”, independente do material empregado.
2º processo: pelo número de economias
28
do exemplo 2.2: o edifício possui 32 apartamentos o que corresponde a 32
economias.
Pelas tabelas 2.3 e 2.4 o diâmetro correspondente é de 2” (50 mm).
Conclusão: O dimensionamento pelas tabelas das companhias de saneamento
leva a diâmetros maiores que o calculado com a vazão mínima.
b) Cálculo do extravasor e tubulação de limpeza
Para o reservatório inferior:
adotar uma bitola comercial imediatamente superior ao diâmetro do alimentador
predial. 2 1/2”
Para o reservatório superior:
após dimensionar o diâmetro de recalque, que será visto no item 2.7.4, adotar
uma bitola comercial imediatamente superior a este.
2.6 - CONDUÇÃO DE ÁGUA FRIA
2.6.1 - QUANTO À PRESSÃO MÁXIMA E MÍNIMA
a) Pressão Máxima
Admite-se uma pressão estática máxima de serviço de 400 Kpa (40,00 mH2O).
Em edificações onde a pressão de serviço ultrapasse este valor utiliza-se caixas
intermediárias ou válvulas redutoras de pressão. O segundo método é o mais
econômico, sendo, geralmente, o mais utilizado nas edificações.
b) Pressão Mínima
Para que as peças de utilização tenham um funcionamento perfeito,
necessitam de uma pressão mínima de serviço. Esta pressão mínima oscila entre os
valores 5 Kpa (0,50 mH2O) a 20 Kpa (2,00 mH2O).
Normalmente, os aparelhos sanitários funcionam com pressões que variam de
24 Kpa (2,40 mH2O) a 28 Kpa (2,80 mH2O) de pressão do ramal.
29
2.6.2 - QUANTO À VELOCIDADE MÁXIMA DO FLUXO
De acordo com a NBR 5626/98, a velocidade máxima do fluxo não poderá
ultrapassar a 3,0 m/s, porque acima desse valor provoca um ruído desagradável,
podendo, além disto, chegar a ocasionar o golpe de ariete. A velocidade de fluxo não
deve ultrapassar também o valor encontrado pela fórmula
V = 14 D
Sendo,
V - velocidade de fluxo, em m/s
D - diâmetro nominal, em m.
2.6.3 - QUANTO AO GOLPE DE ARIETE
Quando um líquido escoa numa calha e é parado bruscamente, ele sobre de
nível podendo até causar o seu transbordamento. Ora, quando isto ocorre num tubo, o
líquido não tendo por onde sair, aumenta de forma elevada a pressão em seu interior,
forçando as paredes do tubo e demais peças que compõem a tubulação.
Denomina-se golpe de ariete ao choque violento produzido sobre as paredes
da tubulação quando o escoamento do líquido é interrompido bruscamente.
O golpe de ariete origina depressões e sobrepressões que são prejudiciais ao
desempenho das tubulações. As depressões podem permitir infiltrações de fora para
dentro, enquanto que as sobrepressões forçam as juntas quanto a sua estanqueidade.
A sobrepressão, além de causar barulho excessivo, pode chegar até ao rompimento
da tubulação.
Alguns recursos podem ser adotados para atenuar os efeitos do golpe de
ariete:
a) limitação da velocidade nas tubulações (NBR 5626/98 da ABNT);
b) fechamento lento das válvulas e registros;
c) emprego de válvulas anti-golpe;
d) emprego de válvula de alívio;
30
e) emprego de caixa de quebra-pressão.
Tubos, conexões e outros acessórios devem ser criteriosamente selecionados,
a fim de garantir que o material de que são fabricados, resistirá aos impactos
resultantes do golpe de ariete. A escolha do material é de fundamental importância.
2.6.4 - QUANTO À PERDA DE CARGA
A diferença de energia inicial e a energia final de um líquido, quando o mesmo
flui numa tubulação de um ponto ao outro, denomina-se perda de carga. Esta
diferença de energia é dissipada sob a forma de calor. Observa-se que junto às
paredes da tubulação não há movimento do líquido e que a velocidade é máxima no
eixo da tubulação criando várias camadas em movimento com velocidades diferentes,
ocasionando a dissipação de energia.
As perdas de carga poderão ser:
a) Distribuídas
As perdas de carga distribuídas são ocasionadas pelo movimento da água na
tubulação.
b) Localizadas
As perdas de carga localizadas são ocasionadas pelas conexões, válvulas,
registros, medidores etc., que, pela forma e disposição, elevam a turbulência,
provocando, assim, atrito e choque de partículas.
A perda de carga é função dos elementos que interferem no deslocamento do
líquido, como por exemplo:
- rugosidade da tubulação;
- viscosidade e densidade do líquido;
- velocidade de escoamento;
- grau de turbulência do fluxo;
31
- distância percorrida pelo fluido;
- mudança de direção do fluxo.
2.6.5 - CÁLCULO DAS PERDAS DE CARGA
No cálculo das instalações de recalque e da rede de distribuição de água de
uma edificação é indispensável a determinação das perdas de carga.
A perdas de carga são de fundamental importância no cálculo de bombas e em
todos os itens implicados no escoamento de fluidos em tubulações.
O cálculo das perdas de carga será subdividido em:
a) Perdas de Carga Distribuídas
A Norma NBR 5626/82 recomenda as fórmulas de Flamant e de Fair-Whipple-
Hsiao para o cálculo das perdas de carga nas tubulações.
A Fórmula de Flamant para as tubulações é
4
7
4 D
Vb
DJ
Sendo:
b = 0,0023 - para tubos de aço galvanizado e ferro fundido, em uso.
b = 0,000185 - para tubos de aço galvanizado e ferro fundido, novos.
b = 0,000135 - para tubos de PVC.
D = diâmetro das tubulações, em m.
J - perda de carga unitária, em mH2O/m.
V - velocidade de fluxo, em m/s.
Para a fórmula de Flamant temos o ábaco da figura 2.5 para o cálculo de
perdas de carga em tubulações de PVC rígido. Este ábaco foi desenvolvido no Centro
de Computação Eletrônica e no Departamento de Hidráulica e Saneamento da Escola
de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo, sob encomenda da Tubos
e Conexões Tigre. O referido ábaco é para tubos soldáveis, podendo ser empregado
também para os tubos roscáveis.
32
Figura 2.5 - ÁBACO DE FLAMANT PARA CÁLCULO DAS PERDAS DE CARGA EM
CANALIZAÇÕES DE PVC RÍGIDO PARA INSTALAÇÕES PREDIAIS
As fórmulas de Fair-Whipple-Hsiao são usadas para tubulações de diâmetro
até 4” (100 mm).
Para tubos de aço galvanizado e ferro fundido a fórmula de Fair-Whipple -Hsiao
é
Q 1,88
J = 0,002021 ___________
d 4,88
33
Para tubos de cobre e PVC a fórmula de Fair-Whipple-Hsiao é
Q 1,75
J = 0,00086 ___________
d 4,75
Sendo:
J - perda de carga unitária, em mH2O/m
Q - vazão de água, em m3/s.
d - diâmetro das tubulações, em m..
A Norma NBR 5626/98 adota para transporte de água em condições normais
os ábacos representados nas figuras 2.6 e 2.7 - referentes às fórmulas de Fair-
Whipple-Hsiao.
Já o Professor Azevedo Netto recomenda a fórmula de Hazen-Williams para
diâmetros acima de 2” (50 mm).
A fórmula de Hanzen-Williams é
Q = 0,278531.C.D2,63 . J0,51
ou
V = 0,355 . C . D0,63 J0,54
Sendo:
Q = vazão da água, em m3/s.
V = velocidade média do fluxo, em m/s.
D = diâmetro das tubulações, em m.
J = perda de carga unitária, em mH2O/m
C = coeficiente que depende da natureza (material e estado) das paredes dos tubos.
A seguir os valores de C para a água em condições normais:
C = 125 - Aço galvanizado
C = 135 - Cimento amianto
C = 130 - Cobre
34
C = 130 - Concreto, com bom acabamento
C = 120 - Concreto, com acabamento comum
C = 130 - Ferro fundido (novo)
C = 100 - Ferro fundido (após 15 a 20 anos de uso)
C = 90 - Ferro fundido (usado)
C = 130 - Ferro fundido, com revestimento de cimento
C = 110 - Manilhas de barro vidrado
C = 140 – Plástico
Figura 2.6 - ÁBACO DE FAIR-WHIPPLE-HSIAO PARA TUBULAÇÕES DE AÇO
GALVANIZADO E FERRO FUNDIDO
35
Figura 2.7 - ÁBACO DE FAIR-WHIPPLE-HSIAO PARA TUBULAÇÕES DE COBRE E
PLÁSTICO
A figura 2.8 é referente ao ábaco da fórmula de Hazen-Williams, para C = 100.
Quando o valor de C for diferente de 100, basta multiplicar a perda de carga pelo valor
de K correspondente. Este ábaco é de autoria do professor José Augusto Martins, da
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
36
Figura 2.8 - ÁBACO DE HAZEN-WILLIAMS, PARA C = 100
PARA C 100, MULTIPLICAR A PERDA DE CARGA PELO K CORRESPONDENTE
b) Perdas de Carga Localizadas
As perdas de carga localizadas poderão ser calculadas utilizando-se diferentes
métodos. Adotaremos o método dos comprimentos equivalentes, ou seja, cada
conexão, válvula etc., produz uma perda de carga semelhante à que seria produzida
num determinado comprimento de tubulação de mesmo diâmetro. Este é o método
recomendado pela Norma NBR 5626/82. Se somarmos os comprimentos equivalentes
de todas as peças ao comprimento real da tubulação, obteremos o comprimento total.
37
A partir daí procedemos como se tivéssemos somente tubulações retas, sem peças
especiais, donde caímos no cálculo de perdas de carga distribuídas.
Para a determinação dos comprimentos equivalentes utiliza-se o ábaco
reproduzido na Figura 2.9 ou as Tabelas 2.5; 2.6 e 2.7 dependendo do caso a ser
calculado.
Além das tabelas citadas anteriormente, temos a tabela 2.8, que foi
determinada através de ensaios efetuado pelo Departamento de Hidráulica e
Saneamento da Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo,
para a Indústria de Fundição Tupy Ltda, para o cálculo das perdas de carga
localizadas, através dos comprimentos equivalentes em metros de tubulação de aço
galvanizado, para as conexões BSP - baixa pressão.
Exemplo 2.5
Calcular a perda de carga distribuída em 4,00 m de tubo de PVC com 75 mm
de diâmetro e vazão de 5,5 l/s.
Pode-se utilizar o ábaco de Flamant para PVC, Figura 2.5.
Marca-se no eixo horizontal a vazão, em l/s; traça-se uma linha vertical até
encontrar o ponto de cruzamento com a linha do diâmetro, em mm; a partir deste
ponto faz-se a leitura da velocidade em m/s e da perda de carga unitária, em m/m.
Os valores encontrados foram:
V = 1,6 m/s
Ju = 0,038 m/m (em 1,00 m de tubo)
Para calcular a perda de carga em L = 4,00 m, basta multiplicar pela perda de
carga unitária:
J = Ju x L
J = 0,038 x 4,00
J = 0,152 mH2O
Exemplo 2.6
Calcular a perda de carga unitária para um diâmetro de 25 mm e vazão de 0,22
l/s, para os materiais:
a) aço galvanizado.
b) PVC.
38
Utilizando os ábacos de Fair-Whipple-Hsiao, figuras 2.6 e 2.7, respectivamente,
teremos o seguinte procedimento:
Na coluna DN marca-se o diâmetro do tubo e na coluna Q marca-se a vazão,
em l/s; traça-se uma reta unindo estes dois pontos até interceptar as outras colunas,
onde se lê a velocidade, em m/s e a perda de carga unitária, em m/m. É importante
verificar se a velocidade está compatível com o valor fixado na NBR 5626/82.
a) aço galvanizado - Figura 2.6
V = 0,43 m/s
Ju = 0,016 m/m
Figura 2.9 - PERDAS DE CARGA LOCALIZADAS
(GRÁFICO DA CRANE CO.)
39
Tabela 2.5 – Perdas de Carga Localizadas
Sua equivalência em metros de tubulação de aço galvanizado ou ferro fundido
Tabela 2.6 – Perdas de Carga Localizadas
Sua equivalência em metros de tubulação de PVC Rígido ou cobre
40
Tabela 2.7 – Perdas de Carga Localizadas
Sua equivalência em metros de tubulação de aço galvanizado para bocais e válvulas
b) PVC - Figura 2.7
V = 0,42 m/s
Ju = 0,013 m/m
Exemplo 2.7
Utilizando o ábaco de Hazen-Williams determine a perda de carga unitária para
um tubo de ferro fundido usado com diâmetro 75 mm e vazão 4,0 l/s.
O procedimento para utilizar o ábaco de Hazen-Williams, figura 2.8, é
semelhante ao exemplo anterior, observar porém que a perda de carga é dada em
metro por mil metros e o ábaco é para o coeficiente C = 100.
Valor encontrado:
Ju = 21 m/1000
J = 0,021 m/m
para ferro fundido usado, C = 90 K = 1,22
a perda de carga será:
0,021 x 1,22 = 0,026 m/m
41
Exemplo 2.8
Determinar o comprimento equivalente para um tê de saída lateral com
diâmetro 1 1/4” (32 mm), utilizando o gráfico da Crane CO, figura 2.9.
Para utilizar o gráfico, na linha A localiza-se o ponto correspondente à peça;
une-se este ponto ao diâmetro correspondente na linha B; na interseção desta reta
com a linha C, determina-se o comprimento equivalente da canalização reta, em m.
Comprimento equivalente = 2,3 m.
Exemplo 2.9
Determinar o comprimento equivalente para um registro de gaveta totalmente
aberto, com diâmetro de 50 mm, em aço galvanizado.
Utilizando a tabela 2.5 basta localizar a linha horizontal correspondente ao
diâmetro da peça e procurá-la na coluna vertical; a leitura do comprimento equivalente
é direta, em m.
Valor encontrado: 0,4 m
Exemplo 2.10
Determinar o comprimento equivalente em tubo de PVC para um joelho 90o
com diâmetro 1” (25 mm).
Utilizando a tabela 2.6:
Valor encontrado: 1,5 m.
Exemplo 2.11
Empregando a tabela 2.8 determine o comprimento equivalente para o tê de
curva dupla com saída na bolsa central e diâmetro de 1/2” (15 mm), em aço
galvanizado.
Valor encontrado: 0,28 m.
Exemplo 2.12
42
Calcular a perda de carga do trecho RA da tubulação indicada na figura abaixo,
sabendo-se que o material empregado é aço galvanizado e que o diâmetro é de 3/4”
(20 mm), para uma vazão de 0,13 l/s.
OBS.: DIMENSÕES EM m.
No dimensionamento de uma tubulação é preciso determinar o valor da perda
de carga total nos diversos trechos. Se ao comprimento real da tubulação somarmos
os comprimentos equivalentes das conexões, válvulas, etc, teremos um comprimento
total equivalente. A perda de carga total será este comprimento multiplicado pela
perda de carga unitária.
No ábaco da figura 2.6
temos:
V = 0,43 m/s
Ju = 0,02 m/m
Na tabela 2.5 tiramos o comprimento equivalente a perdas de carga
localizadas:
Entrada normal: .........................................................................................0,20 m
Registro gaveta, aberto: ............................................................................0,10 m
Cotovelo 90o raio curto: ............................................................................0,70 m
Válvula de retenção (Pesada): ..................................................................2,40 m
Comprimento equivalente: ........................................................................ 3,40 m
Comprimento real da tubulação: ............................................................... 3,50 m
43
Comprimento total equivalente: ................................................................ 6,90 m
A perda de carga total será:
J = 6,90 x 0,02 = 0,14 mH2O
2.6.6 - QUANTO À VAZÃO E DIÂMETROS MÍNIMOS
a) Vazão Mínima
A Norma NBR 5626/98 fornece a vazão mínima das peças de utilização,
conforme a tabela 2.9 para que elas tenham um perfeito desempenho.
44
Tabela 2.9 - VAZÕES MÍNIMAS DAS PEÇAS DE UTILIZAÇÃO
Aparelho sanitário Peça de utilização Vazão de projeto
(L/s)
Bacia Sanitária
Caixa de descarga 0,15
Válvula de descarga 1,70
Banheira Misturador (água fria) 0,30
Bebedouro Registro de pressão 0,10
Bidê Misturador (água fria) 0,10
Chuveiro ou ducha Misturador (água fria) 0,20
Chuveiro elétrico Registro de pressão 0,10
Lavadora de pratos ou de roupas Registro de pressão 0,30
Lavatório Torneira ou misturador (água fria) 0,15
Mictório cerâmico
Com sifão
integrado
Válvula de descarga
Sem sifão
integrado
Caixa de descarga, registro de pressão
ou válvula de descarga para mictório
0,15
Mictório tipo calha Caixa de descarga ou registro de pressão 0,15
por metro de
calha
Pia
Torneira ou misturador (água fria) 0,25
Torneira elétrica 0,10
Tanque Torneira 0,25
Torneira de jardim ou
lavagem em geral
Torneira 0,20
45
b) Diâmetros Mínimos
A Norma NBR 5626/98 recomenda também que o diâmetro mínimo das
tubulações não seja inferior aos da tabela 2.10.
Tabela 2.10 - DIÂMETROS MÍNIMOS DOS SUB-RAMAIS
Diâmetro nominal
Peças de utilização DN (diâmetro nominal) Referência
(mm) (polegada)
Aquecedor de baixa pressão 15 ½
Aquecedor de alta pressão 20 ¾
Bacia sanitária com caixa de descarga 20 ¾
Bacia sanitária com válvula de descarga de DN 20 mm
(3/4)
32 1 ¼
Bacia sanitária com válvula de descarga de DN 25 mm (1) 32 1 ¼
Bacia sanitária com válvula de descarga de DN 32 mm (1
1/4)
40 1 ½
Bacia sanitária com válvula de descarga de DN 38 mm (1
1/2)
40 1 ½
Banheira 15 ½
Bebedouro 15 ½
Bidê 15 ½
Chuveiro 15 ½
Filtro de pressão 15 ½
Lavatório 15 ½
Máquina de lavar pratos 20 ¾
Máquina de lavar roupa 20 ¾
Mictório de descarga contínua por metro ou aparelho 15 ½
Mictório auto-aspirante 25 1
Pia de cozinha 15 ½
Pia de despejo 20 ¾
Tanque de lavar roupa 20 3/4
46
2.7 - SISTEMA ELEVATÓRIO
Para a elevação da água do reservatório inferior até o reservatório superior
utiliza-se a bomba, que é uma máquina geratriz hidráulica. A operação realizada pela
bomba, em virtude da energia transmitida pela mesma ao líquido, deslocando-o de um
reservatório a outro, denomina-se bombeamento.
O bombeamento será realizado através do sistema elevatório, mostrado na
figura 2.10, que se constitui de:
a) Tubulação de sucção.
b) Conjunto motor bomba.
c) Tubulação de recalque.
Figura 2.10 - SISTEMA ELEVATÓRIO
2.7.1 - TUBULAÇÃO DE SUCÇÃO
As linhas de sucção deverão ser projetadas e construídas obedecendo os
requisitos técnicos mínimos, conforme abaixo:
47
- a sucção deve ser a mais curta possível, nunca ultrapassando a 7,50 m, que é o
limite prático. Sempre que possível deve ser inferior a 5,00 m;
- à altura de sucção somadas as perdas de carga e a pressão do vapor d’água não
deverão ultrapassar os limites práticos de capacidade de sucção das bombas,
indicados pelos fabricantes;
- deverá ser estanque, evitando assim a entrada e formação de bolhas de ar;
- a redução entre a bomba e a tubulação de sucção deverá ser excêntrica, evitando
assim a formação de bolhas de ar;
- o registro de gaveta deverá ser colocado na horizontal (haste na horizontal), para
evitar também a formação de bolhas de ar;
- a válvula de pé deverá ser bem dimensionada e especificada;
- para impedir que objetos estranhos danifiquem a bomba, um crivo deverá ser
instalado no início da sucção, tendo 3 a 4 vezes a área da tubulação.
2.7.2 - TUBULAÇÃO DE RECALQUE
As linhas de recalque deverão ser projetadas e construídas obedecendo aos
requisitos técnicos mínimos, conforme abaixo:
- colocar na saída da bomba, em primeiro lugar, uma válvula de retenção e depois um
registro de gaveta.
A válvula de retenção irá proteger a bomba contra:
- pressão excessiva;
- efeito do golpe de ariete, quando da parada da bomba;
- a possibilidade da mesma girar em sentido contrário.
O registro de gaveta tem por finalidade possibilitar a manutenção e poderá
ainda ser usado para a regulagem da vazão.
2.7.3 - VAZÃO A CONSIDERAR PARA A BOMBA
O sistema elevatório deverá ter, segundo a Norma NBR 5626/82, uma vazão
mínima horária igual a 15% do consumo diário, ou seja, o sistema deverá funcionar
durante 6,66 horas por dia.
48
Baseando em inúmeras instalações executadas, adotaremos como base os
seguintes tempos de funcionamento diário:
- prédios de apartamentos e hotéis: três períodos de 1 hora e 30 minutos cada;
- prédios de escritórios: dois períodos de 2 horas cada;
- hospitais: três períodos de 2 horas cada.
A vazão da bomba será:
Q = 0,15 Cd ou Q = Cd/h
Sendo:
Cd = Consumo diário, em l
h = horas de funcionamento da bomba.
A vazão (Q) pode ser expressa em várias unidades, sendo as mais
empregadas: l/s; m3/s; l/h e m3/h.
2.7.4 - DIMENSIONAMENTO DE RECALQUE E DE SUCÇÃO
Na teoria, o diâmetro da tubulação de recalque pode ser qualquer um. Se for
escolhido um diâmetro relativamente grande, tem-se perdas de carga pequenas, e em
conseqüência, um conjunto elevatório com uma potência instalada pequena. Neste
caso as bombas para o sistema elevatório terão um custo baixo e as tubulações um
custo elevado. Se ao contrário do que foi visto anteriormente, for escolhido um
diâmetro pequeno, as perdas de carga serão significativas, exigindo com isto bombas
para o sistema elevatório com uma potência maior. Já neste caso, o custo das
tubulações será baixo, com as bombas a um custo de instalação e funcionamento
altos.
O ideal é que o sistema elevatório seja eficaz a um custo de instalação e
funcionamento mínimo.
Para alcançar este objetivo em instalações prediais de recalque e a fim de
reduzir as perdas de cargas nas tubulações de sucção e recalque, adota-se valores
reduzidos para as velocidades de escoamento dos líquidos. Geralmente as
velocidades nas tubulações de sucção e recalque oscilam entre 0,55 m/s e 2,40 m/s,
49
sendo que, nas tubulações de recalque com grandes extensões, a velocidade deve ser
baixa, oscilando entre 0,65 m/s a 1,30 m/s.
A Norma NBR 5626/98 recomenda a utilização da fórmula de Forchheimmer
para o dimensionamento da tubulação de recalque.
A fórmula de Forchheimmer é
Dr = 1,3 Q 4x
Sendo:
Dr - diâmetro nominal da tubulação de recalque, em m.
Q - vazão da bomba, em m3/s.
h - horas de funcionamento da bomba no período de 24 horas.
X - h/24 horas.
O gráfico de Forchheimmer para o dimensionamento de recalque está
reproduzido na figura 2.11.
Figura 2.11 - GRÁFICO DE FORCHHEIMMER PARA DETERMINAÇÃO DO DIÂMETRO DA
TUBULAÇÃO DE RECALQUE
50
A tubulação de sucção é determinada, adotando-se uma bitola comercial
imediatamente superior à bitola da tubulação de recalque.
Calculado os diâmetros de recalque e de sucção, o ideal é que as perdas de
carga não sejam superiores a 15% da altura manométrica. No caso das perdas de
carga ultrapassarem a 15% da altura manométrica, pode-se usar o gráfico da Sulzer
para a escolha dos diâmetros de recalque e de sucção, porque o mesmo leva a
diâmetros relativamente grandes, se comparados com os diâmetros obtidos com o
método de Forchheimmer.
O gráfico da Sulzer está reproduzido na figura 2.12.
Figura 2.12 - GRÁFICO DE SULZER, PARA ESCOLHA DOS DIÂMETROS DE ASPIRAÇÃO E
DE RECALQUE
Exemplo 2.13
Calcular a vazão a considerar para a bomba do sistema elevatório do exemplo
2.2.
Pela NBR 5626/98 da ABNT a vazão mínima de bombeamento deve ser 15%
Cd.
Do exemplo 2.2: Cd = 32.000 l
Q min (bomba) = 0,15 x 32.000 = 4.800 l/h = 4,8 m3/h
Na prática o tempo de funcionamento da bomba, para edifícios residenciais, é
de 3 períodos de 1 hora e 30 minutos cada período, então: h = 4 horas e 30 minutos =
4,5 horas = 16.200 segundos.
51
Q (bomba) = 32.000/4,5 = 7.111 l/h = 7,11 m3/h
ou
Q (bomba) = 32.000/16.200 = 1,98 l/s = 0,00198 m3/s
Conclusão: O valor comumente empregado na prática está acima do mínimo
recomendado pela norma. Nos próximos exemplos usaremos o valor prático que nos
garante um bom funcionamento do sistema elevatório.
Exemplo 2.14
Calcular os diâmetros de recalque e sucção para o exemplo 2.2.
1º processo: fórmula de Forchheimmer
Para utilizar a fórmula, observar as unidades a serem adotadas. Do exemplo
2.13: Q = 0,00198 m3/s h = 4,5 horas X = 4,5/24 = 0,19
Substituindo estes valores na fórmula de Forchheimmer:
Dr = 1,3 x 0,00198 x 40,19
Dr = 0,038 m = 38 mm
O diâmetro comercial de recalque é 40 mm.
O diâmetro comercial da sucção é de 50 mm, ou seja, uma bitola
imediatamente superior ao recalque.
2º processo: ábaco de Forchheimmer. Figura 2.11. O procedimento para a
utilização do ábaco é simples e direto. Marca-se o valor h = 4,5 h na linha horizontal
correspondente e Q = 7,11 m3/h ou 1,98 l/s nas respectivas linhas verticais. A partir
destes pontos marcados traça-se as retas que se cruzam no interior de uma faixa
delimitada por duas retas inclinadas que expressam os diâmetros de recalque e
sucção. Os valores encontrados no ábaco são:
rec = 1 1/2” (40 mm)
suc = 2” (50 mm)
52
2.7.5 - BOMBAS
Normalmente o bombeamento de água nas edificações é feito através de
bombas centrífugas acionadas por motores elétricos.
Além das bombas centrífugas, empregam-se também as seguintes:
- bombas rotativas;
- bombas de êmbolo ou de pistão;
- bombas de poço profundo (tipo turbina).
Ao se dimensionar uma bomba, é preciso conhecer a vazão e a altura
manométrica.
2.7.5.1 - Altura Manométrica
A altura manométrica é a soma das alturas manométricas de recalque e de
sucção
H man = H man (rec.) + H man (suc.)
Sendo:
H man - altura manométrica, em m.
H man (rec) - altura manométrica de recalque, em m.
H man (suc) - altura manométrica de sucção, em m.
a) Altura Manométrica de Recalque
A altura manométrica de recalque é a diferença das cotas entre os níveis de
saída do líquido no reservatório superior e do centro da bomba acrescida das perdas
de carga entre os níveis citados.
H man (rec.) = H est (rec.) + J (rec.)
Sendo:
H man (rec) - altura manométrica de recalque, em m.
H est (rec) - altura estática de recalque, em m.
J (rec) - perdas de carga no recalque, em mH2O/m.
53
b) Altura Manométrica de Sucção
A altura manométrica de sucção é a diferença das cotas do nível do centro da
bomba e o nível da superfície livre do reservatório inferior, acrescida das perdas de
carga entre os níveis citados.
H man (suc.) = H est (suc.) + J (suc)
Sendo:
H man (suc) - altura manométrica de sucção, em m.
H est (suc) - altura estática de sucção, em m.
J (suc) - perdas de carga na sucção, em mH2O/m.
2.7.5.2 - Rendimento do Conjunto Motor-Bomba
Rendimento é a relação entre a potência aproveitável pelo líquido no
escoamento e a potência do motor que aciona a bomba.
Pa
R = _______
Pm
Sendo:
R - rendimento do conjunto motor-bomba.
Pa - potência aproveitável pelo líquido no escoamento, em CV.
Pm - potência do motor que aciona a bomba, em CV.
O rendimento é função da vazão, da altura manométrica e do número de
rotações. O valor do rendimento é obtido nos catálogos dos fabricantes. Como
estimativa de potência motriz, adota-se para bombas pequenas de 40 a 60% e para as
médias de 70 a 75% de rendimento.
54
2.7.5.3 - Cálculo da Potência
a) Potência Necessária ao Acionamento da Bomba
Para se ter a potência necessária ao acionamento da bomba, em C.V., usa-se
a fórmula:
Q x Hman
P = ______________
75 x R
Sendo:
P - potência necessária ao acionamento da bomba, em CV.
Q - vazão do sistema elevatório, em l/s.
R - rendimento do conjunto motor-bomba.
Quando não se tem catálogos de fabricantes, calcula-se a potência aproximada
com o emprego da fórmula dada, porque o valor do rendimento será arbitrado.
b) Potência Instalada
Na prática é recomendável que a potência instalada seja a potência do motor
comercial imediatamente superior à potência necessária ao acionamento da bomba.
Desta forma será dada uma margem de segurança para evitar que o motor
venha a operar em sobrecarga. A margem de segurança é de fundamental
importância, e alguns projetistas recomendam que a mesma tenha as proporções
citadas na tabela 2.11.
Tabela 2.11 - MARGEM DE SEGURANÇA
Potência calculada Margem de segurança
(recomendável)
até 2 CV 50 %
de 2 a 5 CV 30 %
de 5 a 10 CV 20 %
de 10 a 20 CV 15 %
acima de 20 CV 10 %
55
c) Potência Comercial de Motores Elétricos Nacionais
Para facilitar a indicação da potência instalada, na falta de catálogos de
fabricantes, segue abaixo a relação dos motores elétricos nacionais, dada sua
potência em CV, até 250 CV.
POTÊNCIA DOS MOTORES NACIONAIS (EM CV)
¼ 1 ½ 7 ½ 25 50 150
1/3 2 10 30 60 200
½ 3 12 35 80 250
¾ 5 15 40 100 -
1 6 20 45 125 -
Exemplo 2.15
Calcular a altura manométrica do sistema elevatório do exemplo 2.2, sabendo-
se que a tubulação é de aço galvanizado.
Para calcular a altura manométrica faz-se primeiro um esboço isométrico do
sistema elevatório, indicando as diferenças de níveis e o comprimento das tubulações
entre conexões, registros e válvulas.
Pronto o isométrico cotado, dimensiona-se a tubulação de sucção e recalque
conforme o item 2.7.4. Logo em seguida determina-se a altura manométrica.
Do exemplo 2.13: Q = 1,98 l/s
Do exemplo 2.14: sucção = 2” (50 mm)
recalque = 1 ½” (40 mm)
56
SISTEMA ELEVATÓRIO ESQUEMÁTICO
Dados tirados do desenho:
Tubulação de sucção 2” (50 mm)
Comprimento real da sucção
0,70 + 1,00 + 1,20 + 0,55 = 3,45 m
altura estática da sucção = 0,60 m
Peças de sucção: Tabelas 2.7 e 2.8
1 válvula de pé com crivo 14.0 m
1 cotovelo 90o, raio curto 1,88 m
2 registros gaveta, abertos (2 x 0,4) 0,8 m
2 tê 90o, saída lateral (2 x 2,74) 5,48 m
22,16 m
57
Relacionadas as peças da sucção, das tabelas 2.7 e 2.8 anota-se o
comprimento equivalente em canalização retilínea, a seguir somam-se estes valores
ao comprimento real da tubulação para o cálculo da perda de carga total.
22,16 + 3,45 = 25,61 m
Conhecidos os diâmetros de sucção e de recalque e a vazão, no ábaco de
Fair-Whipple-Hsiao determinam-se as perdas de carga e as velocidades
Sucção: Ju = 0,036 m/m
V = 0,98 m/s
Recalque: Ju = 0,11 m/m
V = 1,5 m/s
A perda de carga da sucção será:
J(suc) = 25,61 x 0,036 = 0,92 m
Tubulação de recalque 1 1/2” (40 mm)
comprimento real do recalque
0,60 + 1,80 + 0,30 + 3,60 + 4,80 + 63,20 + 0,30 = 74,60 m
altura estática do recalque
1,50 + 63,20 = 64,70
peças de recalque: Tabelas 2.7 e 2.8
1 válvula de retenção (vertical) 4,80 m
1 registro gaveta, aberto 0,30 m
1 tê 45o 1,31 m
2 cotovelos 45o (2 x 0,65) 1,30 m
3 cotovelos 90o, raio curto (3 x 1,41) 4,23 m
1 saída de canalização 12,94 m
12,94 + 74,60 = 87,54 m
58
A perda de carga do recalque será:
J(sec) = 87,54 x 0,11 = 8,754 m
Cálculo da altura manométrica:
H man suc = 0,60 + 0,92 = 1,52 m
H man rec = 64,70 + 8,75 = 73,45 m
H man = 1,52 + 73,45 = 74,97 m
H man = 75 m
Exemplo 2.16
Calcular a potência necessária para acionar a bomba e a potência a ser
instalada para o exemplo 2.13.
Para instalações prediais as bombas são consideradas pequenas e o
rendimento oscila na faixa de 40 a 60%. Neste exemplo adotaremos R = 50% = 0,50.
Dos exemplos anteriores: Q(bomba) = 1,98 l/s
H man = 75 m
Substituindo estes valores na fórmula de potência, temos:
1,98 x 75
P = ____________ = 3,96 C.V.
75 x 0,50
Da tabela 2.11 tiramos 30% como valor recomendado para a margem de
segurança da bomba e a potência instalada será:
P = 3,96 x 1,30 = 5,14 C.V.
Conclusão: a potência calculada, acrescida de 30% de segurança atende ao
funcionamento de uma bomba, porém devem ser instaladas duas bombas de 5 CV
59
(potência comercial) o que possibilita a manutenção do equipamento sem prejudicar o
abastecimento de água do prédio.
Exemplo 2.17
Escolher, utilizando catálogos de fabricantes, o modelo das bombas que
atendem ao conjunto elevatório do exemplo 2.15. São conhecidas a vazão e altura
manométrica
Q = 1,98 l/s
Hman = 75 m
H man = 75,00 m
Q = 1,98 l/s 7.128 l/h 7,13 m3/h
A partir do momento em que são conhecidas a altura manométrica e a vazão
de um sistema elevatório, normalmente recorre-se a catálogos de fabricantes.
Neste exemplo, vamos utilizar o gráfico para escolha prévia de bombas da
Indústria Metalúrgica Castro Alves S.A., ilustrado na figura 2.14b. Entrando com os
valores da Hman = 75,00 m e da Q = 7,13 m3/h, na figura 2.14b, na página 283,
encontramos como resultado a bomba K - 50 - 40 - 238 com n = 3.500 RPM.
Após a escolha prévia da bomba, deve-se recorrer às curvas características da
mesma, que está ilustrada na figura 2.15b, na página 286.
O gráfico da figura 2.15b nos fornece que a bomba KING, modelo K - 50 - 40,
para os valores de H man = 75,00 m e Q = 7,13 m3/h terá rotor de 205 mm, motor de
7,5 CV, rendimento de 41% e n = 3.500 RPM.
2.7.5.4 - NPSH (Net Positive Suction Head)
NPSH é a altura de sucção total, referida à pressão absoluta (pressão
atmosférica no local das instalações), determinada no centro de sucção, menos a
tensão de vapor do líquido. Temos o NPSH requerido e o NPSH disponível.
60
a) NPSH requerido
É uma característica de projeto da bomba. É determinado por testes de
laboratório ou cálculos e consta normalmente das curvas de desempenho das
bombas.
NPSH requerido é a energia necessária ao líquido para vencer as perdas de
carga, dentro da bomba, e chegar ao ponto de ganho de energia e ser recalcado como
líquido e não como vapor.
b) NPSH disponível
É uma característica do sistema, considerando o local, temperatura do líquido e
da instalação em que trabalha a bomba.
NPSH disponível é a energia que um líquido possui, num ponto anterior a
entrada de sucção da bomba, acima de sua pressão de vapor.
O NPSH disponível é dado pela fórmula:
NPSHd = HEST(SUC) + (Pa - Pv)/ x 10 - J(SUC)
Sendo,
NPSHd = NPSH disponível, em mH2O.
HEST(SUC) = Altura estática da sucção, em m.
Pa = Pressão atmosférica local, em kg/cm3.
PV = Pressão de vapor, na temperatura de bombeamento, em kg/cm3.
= peso específico do líquido, em kg/cm3.
J(SUC) = perda de carga na sucção, em m H2O/m.
Resumindo, o NPSHd é a energia disponível que o líquido possui na entrada
de sucção da bomba e o NPSHr é a energia do líquido que a bomba necessita para
funcionar satisfatoriamente. Para que a bomba tenha um bom funcionamento é
necessário que:
NPSHd NPSHr
61
2.7.5.5 - Cavitação
A cavitação ocorre quando a pressão de um líquido na tubulação de sucção se
encontra abaixo da pressão de vapor, ocasionando a formação de bolhas de vapor,
que desaparecem bruscamente em zonas de alta pressão dentro da bomba.
Os efeitos que evidenciam o processo de cavitação se caracterizam pelo ruído
e por meio de vibrações.
O processo de cavitação em tubulações de sucção, por muito tempo, ocasiona:
. a formação de “pequenos buracos” nas pás do rotor;
. no desaparecimento das bolhas de ar, a introdução do líquido em altas velocidades,
nos poros do metal, dando ao mesmo uma aparência esponjosa;
. ruído e vibração que provoca avarias nos rolamentos, quebrando o eixo;
. falhas da bomba por fadiga de materiais;
. diminuição de vazão.
A cavitação indica:
. NPSH disponível insuficiente;
. perda de carga elevada, na sucção;
. baixa altura estática;
. alta temperatura.
A solução deve ser a modificação do sistema elevatório; caso não seja possível
esta modificação, deve-se escolher outra bomba com NPSH requerido menor.
2.8 - DIMENSIONAMENTO DOS SUB-RAMAIS
Sub-ramal é a tubulação que liga o ramal à peça de utilização ou à ligação do
aparelho sanitário.
A NBR 5626/98 recomenda os diâmetros mínimos para os sub-ramais segundo
a tabela 2.10.
2.9 - DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS DE ALIMENTAÇÃO
Ramal é a tubulação derivada da coluna de distribuição e destinada a alimentar
os sub-ramais.
62
No dimensionamento dos ramais de alimentação são considerados os
seguintes sistemas:
a) Máximo Possível
Neste sistema considera-se que todas as peças de utilização alimentadas pelo
ramal funcionem, simultaneamente, em locais onde há horários rigorosos para a
utilização da água, como por exemplo: indústrias, estabelecimentos de ensino,
quartéis etc. O dimensionamento é feito usando o método das seções equivalentes,
onde os diâmetros serão expressos em função de ½” (15 mm). A correspondência dos
diversos diâmetros com o de 1/2” (15 mm) encontra-se na tabela 2.13.
Tabela 2.13 - CORRESPONDÊNCIA DE TUBOS DE DIVERSOS DIÂMETROS COM O DE 15
mm (1/2”)
Diâmetro do encanamento Número de encanamentos
mm polegadas de 15 mm (1/2”) com a
mesma capacidade
15 ½ 1
20 3/4 2,9
25 1 6,2
32 1 1/4 10,9
40 1 1/2 17,4
50 2 37,8
60 2 1/2 65,5
75 3 110,5
100 4 189,0
150 6 527,0
200 8 1.200,0
b) Máximo Provável
Este método já considera difícil que todas as peças de utilização, alimentadas
pelo mesmo ramal, funcionem simultaneamente e que a probabilidade de uso
simultâneo decresce com o acréscimo do número de peças.
63
Para este sistema o método de dimensionamento adotado pela NBR
5626/1998 é baseado na probabilidade do uso simultâneo das peças de utilização.
A tabela 2.14 fornece os pesos correspondentes a cada peça de utilização, que
serão usados no cálculo da vazão, empregando a fórmula:
Q = 0,30 P
Sendo:
Q - vazão, em l/s
P - Peso, adimensional
O ábaco da figura 2.16 fornece o diâmetro do ramal de alimentação em função
da vazão calculada
64
Tabela 2.14 - VAZÕES E PESOS, NBR 5626/98
Aparelho
sanitário
Peça de utilização Vazão de
projeto
(L/s)
Peso
relativo
Bacia Sanitária
Caixa de descarga 0,15 0,3
Válvula de descarga 1,70 32,0
Banheira Misturador (água fria) 0,30 1,0
Bebedouro Registro de pressão 0,10 0,1
Bidê Misturador (água fria) 0,10 0,1
Chuveiro ou
ducha
Misturador (água fria) 0,20 0,4
Chuveiro elétrico Registro de pressão 0,10 0,1
Lavadora de pratos ou de
roupas
Registro de pressão 0,30 1,0
Lavatório Torneira ou misturador
(água fria)
0,15 0,3
Mictório cerâmico
Com sifão
integrado
Válvula de descarga 2,8
Sem sifão
integrado
Caixa de descarga,
registro de pressão ou
válvula de descarga para
mictório
0,15 0,3
Mictório tipo
calha
Caixa de descarga ou
registro de pressão
0,15
por metro
de calha
0,3
Pia
Torneira ou misturador
(água fria)
0,25 0,7
Torneira elétrica 0,10 0,1
Tanque Torneira 0,25 0,7
Torneira de
jardim ou
lavagem em
geral
Torneira 0,20 0,4
65
A figura 2.17 representa um isométrico onde é possível distinguir os ramais e
sub-ramais de alimentação.
Figura 2.16 - DIÂMETRO E VAZÕES EM FUNÇÃO DA SOMA DOS PESOS
66
Figura 2.17 - RAMAIS E SUB-RAMAIS
Exemplo 2.18
Dimensionar os sub-ramais do isométrico representado na figura 2.17.
O dimensionamento dos sub-ramais é muito simples; na tabela 2.10 faz-se a
leitura direta do diâmetro mínimo para cada peça de utilização.
No exemplo temos:
3 sub-ramais de vaso ou bacia sanitária com válvula de descarga (1 1/2”) -
40 mm
1 sub-ramal para o lavatório - 15 mm
1 sub-ramal para o chuveiro - 15 mm
Terminado o dimensionamento anota-se no desenho os diâmetros
correspondentes.
67
OBS.: Os diâmetros estão expressos em mm
Exemplo 2.19
Dimensionar os ramais do isométrico representado na figura 2.17.
Para dimensionar os ramais é importante observar as peças de utilização a
serem alimentadas para definir qual o processo será utilizado. Neste caso temos três
vasos ou bacias sanitárias com possibilidade de uso simultâneo, devemos então
dimensionar pelo sistema máximo possível, utilizando o método das seções
equivalentes.
Divide-se o ramal em trechos e o dimensionamento é feito trecho a trecho.
O isométrico apresenta quatro trechos (I; II; III; IV), conforme a figura abaixo.
68
OBS.: Os diâmetros estão expressos em mm.
Para cada diâmetro de sub-ramal alimentado pelo trecho considerado, anota-se
da tabela 2.13 a equivalência de tubos de 15 mm correspondente, soma-se estes
valores e na mesma tabela, no sentido inverso, faz-se a leitura do diâmetro
correspondente ao trecho do ramal.
Trecho I Tabela 2
Chuveiro, 15 mm 1
Lavatório, 15 mm 1
2 20 mm
Trecho II
Trecho I, 2
1 vaso sanitário, 40 mm 17,4
19,4 50 mm
Trecho III
69
Trecho II 19,4
1 vaso sanitário, 40 mm 17,4
36,8 50 mm
Trecho IV
Trecho III 36,8
1 vaso sanitário, 40 mm 17,4
54,2 60 mm
Terminado o dimensionamento anota-se no desenho os diâmetros
correspondentes.
Exemplo 2.20
Dimensionar o isométrico abaixo considerando um edifício residencial.
OBS.: Os diâmetros estão expressos em mm.
70
O edifício é residencial, portanto, de uso privado e, neste caso, o
dimensionamento dos ramais é pelo sistema máximo provável. O ramal apresenta dois
trechos e o dimensionamento é trecho a trecho, determinando os pesos (tabela 2.14),
a vazão e, em função destes valores, o diâmetro correspondente no ábaco da figura
2.16.
Trecho I Peso (Tabela 2.14)
1 chuveiro 0,5
2 lavatório 0,5
_____
1,0
Q = 0,301,0 = 0,30 l/s 20 mm
Trecho II
Trecho I 1,0
1 Vaso sanitário, 40 mm 40,0
____
41,0
Q = 0,3041,0 = 1,92 l/s no ábaco da figura 2.16 os diâmetros
correspondentes são 32 mm e 40 mm, estão dentro da chamada faixa de transição e
sempre que isto ocorrer, recomendamos adotar o maior diâmetro. Neste exemplo o
32 mm não pode ser adotado pois é menor que o diâmetro do sub-ramal do vaso
sanitário.
Terminando o dimensionamento anota-se no desenho os diâmetros
correspondentes.
Trecho I 20 mm
Trecho II 40 mm
71
2.10 - DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE
MÉTODO DE HUNTER
Barrilete é a tubulação que interliga o reservatório superior às colunas de
distribuição de água fria, Figura 2.18.
Figura 2.18 – BARRILETE
O dimensionamento do barrilete poderá ser feito pelo sistema máximo provável
porém, neste manual será desenvolvido o método de Hunter.
No método de Hunter é atribuído um “peso” para cada tipo de peça de
utilização. Estabelece também dependência entre as descargas das peças de
utilização e a soma total dos pesos de todas as peças. Para se determinar os “pesos”,
Hunter considerou o seguinte:
- consumo da peça de utilização;
- se a instalação é de uso privado ou de uso público;
- se as peças contêm válvulas de descarga ou não;
- se as peças estão agrupadas em compartimentos ou se localizadas isoladamente;
- se há água fria ou quente que possam ser utilizadas simultaneamente.
Para o cálculo observar o seguinte roteiro:
72
a) desenhar o barrilete, colocando as cotas, colunas a alimentar e trechos a
dimensionar;
b) relacionar as colunas de distribuição que serão alimentadas por cada trecho do
barrilete;
c) pela tabela 2.15 obtém-se os pesos das peças de utilização por pavimento;
d) após determinar os pesos por pavimento, calcular os pesos acumulados nas
diversas colunas;
e) determinar os pesos acumulados em cada trecho do barrilete;
f) conhecendo os pesos acumulados em cada trecho do barrilete, determinar as
vazões, em l/s, através da tabela 2.16;
g) determinar os diâmetros dos trechos do barrilete de acordo com a tabela 2.17
(perda de carga máxima fixada em 8%);
h) conhecida a vazão e o diâmetro, entra-se com estes dados num dos ábacos de
Fair-Whipple-Hsiao, que estão reproduzidos nas figuras 2.6 e 2.7 determina-se a
perda de carga unitária e a velocidade que deve ser comparada aos valores da tabela
2.18. Pode-se usar também os ábacos de Flamant e Hazem-Williams, figuras 2.5 e 2.9
respectivamente.
i) determina-se o comprimento total da tubulação, valor este que é a soma do
comprimento real mais o comprimento equivalente que é obtido nas tabelas 2.5; 2.6;
2.7 e 2.8;
j) conhecidos o comprimento total e a perda de carga unitária, determina-se a perda de
carga total, em cada trecho da tubulação (J = L x Ju);
l) determina-se então as pressões disponíveis nas derivações e nos topos das colunas de distribuição de água fria.
73
Tabela 2.15 - PESOS DOS APARELHOS, SEGUNDO ROY B. HUNTER
APARELHOS USO
COLETIVO
USO
PRIVADO
Banheiras 4 2
bidês 2 1
chuveiros 4 2
lavatórios 2 1
mictórios de parede com válvulas de descarga 10 -
mictórios de piso com válvulas de descarga 5 -
mictórios com caixa de descarga 3 -
pias de cozinha 4 2
pias de despejo 5 3
tanque de lavar roupas - 3
W.C. com caixa de descarga 5 3
W.C. com válvula de descarga 10 6
Conjunto de banheiro (com caixa de descarga para o W.C.) - 6
Conjunto de banheiro (com válvula de descarga para o W.C.) - 8
74
Tabela 2.16 - RELAÇÕES “PESOS” X VAZÕES (MÉTODO DE HUNTER)
PESO VAZÃO (l/S) PESO VAZÃO (l/S)
TOTAL COM PRE-
DOMINÂNCIA
DE V.D.
APARELHOS
COMUNS
TOTAL COM PRE-
DOMINÂNCIA
DE V. D.
APARELHOS
COMUNS
10 1,9 0,5 180 5,9 4,2
20 2,3 1,0 190 6,1 4,4
30 2,8 1,3 200 6,2 4,5
40 3,2 1,7 210 6,3 4,6
50 3,5 1,9 220 6,4 4,7
60 3,7 2,2 230 6,5 4,8
70 3,9 2,4 240 6,6 4,8
80 4,1 2,6 250 6,7 4,9
90 4,3 2,8 300 7,3 6,0
100 4,5 3,0 350 7,9 6,6
110 4,7 3,2 400 8,5 7,2
120 4,9 3,3 500 9,5 7,9
130 5,1 3,5 600 10,7 9,7
140 5,3 3,7 700 11,4 10,7
150 5,4 3,8 800 12,4 12,0
160 5,6 4,0 900 13,0 12,7
170 5,8 4,1 1.000 14,0 14,0
Tabela 2.17 - VAZÕES MÁXIMAS PERMISSÍVEIS NOS BARRILETES (JMAX = 0,08 m/m)
DIÂMETROS VAZÕES MÁXIMAS
mm Polegadas l/s m3/dia
25 1 0,50 43
32 1 ¼ 0,90 78
40 1 ½ 1,40 121
50 2 3,1 268
60 2 ½ 5,5 475
75 3 9,0 777
100 4 18,0 1.555
75
Tabela 2.18 - VELOCIDADES E VAZÕES MÁXIMAS PERMISSÍVEIS NOS ENCANAMENTOS
DIÂMETROS VEL. MÁXIMA VAZÃO MÁXIMA
mm polegada m/s l/s m3/dia
15 ½ 3,00 0,5 43
20 ¾ 3,00 0,7 61
25 1 3,00 1,2 95
32 1 1/4 3,00 1,8 157
40 1 1/2 3,00 2,9 252
50 2 3,00 4,5 389
60 2 1/2 3,00 6,7 579
75 3 3,00 10,4 899
100 4 3,00 23,5 2030
125 5 3,00 36,8 3179
150 6 3,00 53 4579
Exemplo 2.21
Dimensionar pelo método de Hunter, o barrilete (página 305) sabendo-se que o
edifício é residencial com cinco pavimentos tipo e que as colunas alimentam em cada
pavimento:
AF - 1 1 Pia de cozinha
1 Filtro
AF - 2 1 tanque
1 vaso sanitário com caixa de descarga
1 chuveiro
1 lavatório
AF - 3 1 lavatório
1 vaso sanitário com válvula de descarga
AF - 4 1 lavatório
e 1 chuveiro
AF - 5 1 bidê
1 vaso sanitário com válvula de descarga
Utilizar tubos de aço galvanizado e conexões de ferro maleável.
76
Seguindo o roteiro sugerido para o dimensionamento e utilizando a planilha de
cálculo, teremos:
- Cálculo dos pesos de Hunter, em cada coluna, de acordo com a tabela 2.15.
Peso
AF - 1 Pia 2
Filtro 1
3 Considerar o peso mínimo em cada pavimento,
acumulando até o 5º pavimento, temos:
3 x 5 = 15
Peso
AF - 2 Tanque 3
VS com caixa
de descarga 3
Chuveiro 2
Lavatório 1
77
9 x 5 = 45
Peso
AF - 3 Lavatório 1
V.S. com
válvula de
descarga 6
7 x 5 = 35
Peso
AF - 4 Lavatório 1
e Chuveiro 2
AF - 5 Bidê 1
VS com
válvula de
descarga 6
10 x 5 = 50
- Dividimos o barrilete em trechos e calculamos o peso acumulado em cada
trecho. O trecho que abastece apenas uma coluna terá o peso desta e quando
alimentar mais colunas, basta somar os pesos correspondentes a cada coluna. Estes
valores devem ser anotados na planilha de cálculo.
- Para anotar os valores da vazão, em função do peso (tabela 2.16), devemos
observar os trechos que alimentam válvulas de descarga e os trechos com aparelhos
comuns (AB; BC e BD).
Como o material empregado neste exemplo é o aço galvanizado devemos usar
as tabelas e ábacos correspondentes para o cálculo das perdas de carga. Nas colunas
de comprimentos teremos: “real” é o comprimento do trecho cotado no desenho;
“equivalente” é o valor obtido nas tabelas 2.7 e 2.8; “total” é a soma dos
comprimentos real e equivalente. No trecho RA temos os seguintes comprimentos
equivalentes:
78
entrada de borda 2,20 m
registro de gaveta, aberto 0,50 m
tê 90o, saída bilateral 4,11 m
_________
6,81 m
Comprimento real 3,30 m
_________
Comprimento total 10,11 m
Quando o trecho tiver apenas uma conexão, ou um valor de comprimento
equivalente anotamos direto este valor na planilha de cálculo.
A pressão disponível é calculada a partir do reservatório. Consideramos
sempre a situação mais desfavorável, ou seja, aquela que leva a valores menores da
pressão disponível. A entrada de água na canalização está a 3,30 m do plano do
barrilete, então a pressão no ponto A será igual a este desnível subtraído a perda de
carga no trecho RA PA = 3,30 - J(RA) = 3,30 - 0,41 = 2,89.
Nos demais trechos, temos:
PB = PA - J(A B) = 2,89 - 0,20 = 2,69 m H2O
PC = PB - J(B C) = 2,69 - 0,06 = 2,63 m H2O
PD = PB - J(B D) = 2,69 - 0,10 = 2,59 m H2O
PE = PA - J(A E) = 2,89 - 0,21 = 2,68 m H2O
PF = PE - J(E F) = 2,68 - 0,46 = 2,22 m H2O
E assim sucessivamente. Estes valores devem ser calculados diretamente na
planilha e serão utilizados no dimensionamento das colunas de distribuição de água
fria.
79
- para anotar os valores da vazão devemos observar que a coluna alimenta
uma válvula de descarga.
- como o material empregado neste exemplo é o PVC devemos usar as tabelas
e ábacos correspondentes para o cálculo das perdas de carga (Figura 2.7 e tabela 2.6)
- a pressão disponível nas derivações serão calculadas a partir da pressão no
topo da coluna (PG = 2,05 m H2O) calculada no barrilete. A pressão no ponto A será:
PA = PG + Comprimento do trecho GA - J GA
PA = 2,05 + 1,10 - 0,31 = 2,84 m H2O
Nos demais trechos seguiremos o mesmo raciocínio:
PB = 2,84 + 2,80 - 0,34 = 5,30 m H2O
PC = 5,30 + 2,80 - 0,27 = 7,83 m H2O
E assim sucessivamente. Estes valores devem ser calculados diretamente na
planilha.
PLANILHA DE CÁLCULO DE INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA
80
2.11 - DIMENSIONAMENTO DAS COLUNAS DE DISTRIBUIÇÃO
- MÉTODO DE HUNTER -
As colunas de distribuição de água fria derivam do barrilete, na posição vertical,
e alimentam os ramais nos pavimentos. Figura 2.19.
Figura 2.19 - COLUNA DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA FRIA - AF
O dimensionamento das colunas poderá ser feito pelo sistema máximo
provável, usado no dimensionamento dos ramais. O método mais empregado do
dimensionamento é o de Hunter.
Para o cálculo pelo método de Hunter, observar o seguinte roteiro:
a) desenha-se a coluna, colocando as cotas, ramais a alimentar e trechos a
dimensionar. É preferível a criação de novas colunas para evitar que os ramais se
81
alonguem. A coluna que alimenta aparelhos que utilizam válvulas de descarga deverá
ser independente das demais;
b) relacionar os ramais que serão alimentados por cada coluna;
c) pela tabela 2.15 obtém-se os pesos das peças de utilização por pavimento;
d) após determinados os pesos por pavimento faz-se a soma, de baixo para cima,
encontrando assim os pesos acumulados em cada trecho da coluna;
e) encontrados os pesos acumulados em cada trecho da coluna, determina-se as
vazões, em l/s, através da tabela 2.16;
f) conhecida a vazão determina-se o diâmetro dos trechos da coluna de acordo com a
tabela 2.18;
g) conhecida a vazão e o diâmetro, entra-se com estes dados num dos ábacos de
Fair-Whipple-Hsiao, que estão reproduzidos nas figuras 2.6 e 2.7, determina-se a
perda de carga unitária e a velocidade que deve ser comparada aos valores da tabela
2.18. Pode-se usar também os ábacos de Flamant e de Hazem-Williams, figuras 2.5 e
2.9 respectivamente;
h) determina-se o comprimento total da tubulação, valor este que é a soma do
comprimento real mais o comprimento equivalente que é obtido nas tabelas 2.5; 2.6;
2.7 e 2.8;
i) conhecidos o comprimento total e a perda de carga unitária, determina-se a perda de
carga total, de cada trecho da tubulação (J = L x Ju);
j) determina-se então as pressões disponíveis nas derivações da coluna de
distribuição.
Exemplo 2.2
Calcular as pressões disponíveis nas derivações dos ramais da coluna AF-5,
do exemplo 2.21.
O material empregado é o PVC.
Seguindo o roteiro sugerido para o dimensionamento, pelo método de Hunter, e
utilizando a planilha de cálculo, temos:
Do exemplo 2.21:
Peso por pavimento = 10
Pressão disponível P (G) = 2,05 m H2O
82
PLANILHA DE CÁLCULO DE INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA
OBS: Foram necessárias mudanças de diâmetros para atender o valor da
velocidade máxima (3,0 m/s).
83
3. SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE
3.1 - PRINCÍPIOS GERAIS PARA ÁGUA QUENTE
As instalações prediais de água quente são regidas pela NBR 7198/93 da
ABNT que fixa as exigências técnicas mínimas para criar um ambiente de maior
conforto aos usuários.
O uso da água quente é comum em quase todas as atividades humanas e as
instalações hidráulicas para a sua condução podem ser específicas para indústrias,
hospitais, hotéis, motéis e residências. A demanda de água quente e as instalações
hidráulicas industriais não serão abordadas neste manual.
As temperaturas mais usuais da água quente, são as seguintes:
- uso pessoal em banhos: ........................................................................35 a 50oC
- em cozinhas (gorduras): ........................................................................60 a 75oC
- lavanderias:............................................................................................ 75 a 80oC
- finalidades hospitalares: ........................................................................100oC ou mais.
Para reduzir as perdas de calor no sistema de distribuição de água quente,
costuma-se envolver as tubulações com material isolante, tais como: lã de vidro;
amianto em pó ou cortiça moída, em mistura com leite de cal; vermiculita; etc.
Já existem tubos e conexões de materiais com propriedades termoplásticas
que são isolantes térmicos. Tais produtos dispensam o revestimento utilizado com a
finalidade de diminuir a perda de calor; porém alguns fabricantes recomendam
envolver as tubulações para minimizar os efeitos da dilatação térmica.
3.2 - TIPOS DE SISTEMAS DE AQUECIMENTO
O sistema de aquecimento poderá ser:
a) Individual
O sistema de aquecimento é individual quando alimenta uma única peça de
utilização. Ex.: chuveiros, torneiras.
84
b) Central Privado
O sistema de aquecimento é central privado, quando alimenta várias peças de
utilização de um único domicílio. Ex.: aquecedor de acumulação.
c) Central Coletivo
O sistema de aquecimento é central coletivo, quando alimenta peças de
utilização de vários domicílios. Ex.: Hotel, Motel, Hospital.
3.3 - CONSUMO PREDIAL
A NBR 7198/93 dita as bases para se determinar o consumo predial.
Conhecida a população da edificação, calcula-se o consumo predial através da tabela
3.1.
Tabela 3.1 - ESTIMATIVA DE CONSUMO DE ÁGUA QUENTE
PRÉDIO CONSUMO LITROS/DIA
Alojamento provisório de obra 24 por pessoa
Casa popular ou rural 36 por pessoa
Residência 45 por pessoa
Apartamento 60 por pessoa
Quartel 45 por pessoa
Escola (internato) 45 por pessoa
Hotel (sem incluir cozinha e lavanderia) 36 por hóspede
Hospital 125 por leito
Restaurantes e similares 12 por refeição
Lavanderia 15 por kg de roupa seca
OBS: No caso da água ser aquecida por energia solar recomenda-se considerar uma
estimativa de consumo de 120L/pessoa/dia.
3.4 - CONDUÇÃO DE ÁGUA QUENTE
85
3.4.1 - QUANTO À PRESSÃO MÁXIMA E MÍNIMA
A pressão estática máxima para as peças de utilização e para os aquecedores
é de 400 Kpa (40,00 mH2O).
As pressões mínimas nas torneiras e nos chuveiros são 10 Kpa e 5 Kpa (1,00
m H2O e 0,50 m H2O), respectivamente.
3.4.2 - QUANTO AS VAZÕES E VELOCIDADES MÁXIMAS DE FLUXO
A tabela 3.2 fornece as vazões e velocidades máximas de fluxo para
tubulações de água quente. A NBR 7198/93, em vigor, adota o valor máximo de 3,0
m/s.
3.4.3 - QUANTO ÁS PERDAS DE CARGA
O cálculo das perdas de carga é idêntico ao do item 2.6.5, de água fria.
3.4.4 - QUANTO À VAZÃO E DIÂMETRO MÍNIMOS
a) Vazão Mínima
A NBR 7198/93 fornece a vazão mínima das peças de utilização, conforme a
tabela 3.3 para que elas tenham um perfeito desempenho.
b) Diâmetro Mínimo
A NBR 7198/82 recomenda também que os diâmetros mínimos das tubulações
não sejam inferiores aos da tabela 3.4.
86
Tabela 3.2 - VELOCIDADES E VAZÕES MÁXIMAS PARA ÁGUA QUENTE
DIÂMETRO NOMINAL VELOCIDADES
MÁXIMAS
VAZÕES
MÁXIMAS
DN (DIÂMETRO NOMINAL) REFERÊNCIA
(mm) (Polegada) m/s l/s
15 ½ 3,00 0,5
20 ¾ 3,00 0,7
25 1 3,00 1,2
32 1 1/4 3,00 1,8
40 1 1/2 3,00 2,9
50 2 3,00 4,5
60 2 1/2 3,00 6,7
75 3 3,00 10,4
100 4 3,00 23,5
Tabela 3.3 - VAZÃO MÍNIMA E PESO DAS PEÇAS DE UTILIZAÇÃO
PEÇAS DE UTILIZAÇÃO VAZÃO l/s PESO
Banheira 0,3 1,0
Bidê 0,10 0,1
Chuveiro 0,20 0,4
Lavatório 0,15 0,3
Pia de cozinha 0,25 0,7
Pia de despejo - 1,0
Lavadora de roupa 0,30 1,0
87
Tabela 3.4 - DIÂMETRO MÍNIMO DOS SUB-RAMAIS
PEÇAS DE UTILIZAÇÃO DIÂMETRO (mm)
Banheira 15
Bidê 15
Chuveiro 15
Lavatório 15
Pia de cozinha 15
Pia de despejo 20
Lavadora de roupa 20
3.5 - DIMENSIONAMENTO PARA A DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA QUENTE
O dimensionamento para a distribuição da água quente segue o mesmo
raciocínio empregado para a água fria, porém fazendo as devidas alterações quanto
ao consumo, conforme a NBR 7198/93.
3.5.1 - SUB-RAMAIS
A NBR 7198/93 recomenda os diâmetros mínimos para os sub-ramais
conforme a tabela 3.4.
3.5.2 - RAMAIS DE ALIMENTAÇÃO
A NBR 7198/93 recomenda o sistema de funcionamento máximo provável das
peças de utilização. Em casos especiais poderá ser usado o sistema máximo possível.
O dimensionamento dos ramais de alimentação de água quente, pelo sistema
máximo provável é feito conforme o item 2.9 de água fria.
3.5.3 - COLUNAS DE DISTRIBUIÇÃO
Quando o sistema de aquecimento utilizado for do tipo central coletivo a
distribuição da água quente se faz pelas colunas e pode ser ascendente; descendente
ou mista. O sistema pode ser projetado com sentido unidirecional de fluxo da água ou
com o retorno da mesma. O retorno pode ser feito com ou sem bombeamento
independente do tipo de sistema de distribuição de água quente adotado, a
88
alimentação com água fria do sistema de aquecimento deve ser totalmente separada
da tubulação que distribui água fria para a edificação. Deve ser colocada uma válvula
de retenção junto a saída do reservatório de água fria para evitar o acesso de água
quente neste. O diâmetro da coluna deve ser calculado pelo sistema máximo provável.
3.6 - PRODUÇÃO DE ÁGUA QUENTE
A produção de água quente se dá pela transferência de calorias de uma fonte
de calor para que a água alcance a temperatura desejada. Estas calorias poderão ser
obtidas através de diversas fontes de energia térmica, dentre as quais temos:
- combustíveis sólidos, líquidos e gasosos;
- energia elétrica;
- energia solar;
- vapor.
3.6.1 - ELETRICIDADE E GÁS
Os aquecedores de água residenciais normalmente utilizam eletricidade ou gás
como fonte de energia térmica. Podem ser de dois tipos:
a) de passagem contínua da água, que são os aquecedores individuais ou
central privado. A figura 3.1 ilustra os aquecedores de passagem.
a) individual
89
b) central privado
MODELO - 4000 B MODELO - 6000 B
4000 B - BAIXA PRESSÃO
6000 B - ALTA PRESSÃO
Para casas térreas e sobrados: Para prédios de apartamentos:
. Pressão mínima: 1,1 m H2O . Pressão mínima: 7 m H2O
. Pressão máxima: 7 m H2O . Pressão máxima: 70 m H2O
. Resistência Standard com regulagem
de temperatura
. Resistência Standard ou blindada (sem
regulagem de temperatura
90
Figura 3.1 - AQUECEDORES DE PASSAGEM
b) de acumulação, aparelho no qual a água acumulada é aquecida. É constituído de
dois reservatórios: um interno, de aço ou cobre, no qual a água é acumulada e
aquecida; outro externo, de aço, criando assim uma camada de ar entre os dois
tambores, necessária para isolação térmica do sistema. Os aquecedores são
fabricados para atender a baixa pressão de serviço, 20 Kpa (2 m H2O) e alta
pressão, acima de 20 Kpa (2 m H2O).
A tabela 3.5 é utilizada para o dimensionamento dos aquecedores de acumulação.
A figura 3.2 ilustra um aquecedor de acumulação e a figura 3.3 mostra um isométrico
utilizando aquecedor de acumulação.
91
Tabela 3.5 - DIMENSIONAMENTO INDICADO PARA AQUECEDORES ELÉTRICOS DE
ACUMULAÇÃO
CONSUMO DIÁRIO
A 70oC
CAPACIDADE DO
AQUECEDOR (LITROS)
POTÊNCIA
(kw)
60 50 0,75
95 75 0,75
130 100 1,0
200 150 1,25
260 200 1,50
330 250 2,0
430 300 2,5
570 400 3,0
700 500 4,0
850 600 4,5
1.150 750 5,5
1.500 1.000 7,0
1.900 1.250 8,5
2.300 1.500 10,0
2.900 1.750 12,0
3.300 2.000 14,0
4.200 2.500 17,0
5.000 3.000 20,0
a) Horizontal
92
b) Vertical
Figura 3.2 - AQUECEDOR DE ACUMULAÇÃO
a) DETALHE, EM PLANTA
93
b) DETALHE DA BANDEJA
Posição de montagem dos aquecedores
c) ISOMÉTRICO
Figura 3.3 - BANHEIRO COM AQUECEDOR DE ACUMULAÇÃO
94
Exemplo 3.1
Determinar o volume de um aquecedor de acumulação para atender a uma
residência com 5 pessoas.
Resolução:
Da tabela 3.1 tem-se que o consumo “per capita” é de 45 litros/dia.
O consumo diário será: 5 x 45 = 225 litros.
Na tabela 3.5 verifica-se que o aquecedor deverá ter capacidade para 200
litros.
Exemplo 3.2
Calcular o volume do reservatório de água quente para um sistema de
aquecimento solar de um edifício residencial, com oito apartamentos de dois quartos e
dependência de empregada.
Resolução:
Da tabela 3.1 consumo “per capita” = 45 litros.
População do prédio: o procedimento é análogo ao de água fria, então
teremos: 2 pessoas por quarto mais uma empregada, por apartamento.
População do prédio: 5 x 8 = 40 pessoas.
Volume do reservatório:
40 pessoas x 45 litros/pessoa = 1.800 litros
Exemplo 3.3
Determinar o volume do reservatório de água quente do sistema de
aquecimento solar, para atender a um hospital com cinqüenta leitos.
Resolução:
Da tabela 3.1 125 litros por leito
Volume do reservatório:
50 (leitos) x 125 (litros/leito) = 6.250 litros.
95
3.6.2 - ENERGIA SOLAR
O aquecimento da água utilizando a energia solar é um processo muito
econômico de se obter maior conforto nas residências. Apenas o investimento inicial
do sistema pode ser considerado elevado, mas não o é, e a manutenção é
praticamente inexistente e a fonte de energia é considerada inesgotável. Não produz
qualquer forma de poluição ambiental. O sistema de aquecimento solar sofre
interferências das variações meteorológicas. Em dias de chuva ou mesmo nublados a
eficiência do sistema é bastante reduzida, sendo necessário a utilização de um
sistema misto, com energia solar e elétrica, por exemplo.
O sistema de aquecimento da água através da energia solar consta de:
a) coletor solar.
b) reservatório de água quente.
c) distribuição.
A figura 3.4 ilustra de forma esquemática uma instalação de aquecimento solar.
As placas deverão ser direcionadas para o norte a fim de obter melhor exposição ao
sol. A inclinação do coletor solar para a cidade de Belo Horizonte é da ordem de 30o a
35o. A tabela 3.6 indica as inclinações recomendáveis para algumas cidades
brasileiras.
Tabela 3.6 - INCLINAÇÃO DOS COLETORES SOLARES EM RELAÇÃO À HORIZONTAL
LUGAR LATITUDE (RECOMENDADO)
Belém 2oS 12o à 17o
Manaus 3oS 13o à 18o
Fortaleza 4oS 14o à 19o
Recife 8oS 18o à 23o
Salvador 13oS 23o à 28o
Brasília 16oS 26o à 31o
Belo Horizonte 20oS 30o à 35o
Rio de Janeiro 23oS 33o à 38o
Campinas 23oS 33o à 38o
São Paulo 23oS 33o à 38o
Curitiba 26oS 36o à 41o
Porto Alegre 30oS 40o à 45o
96
Figura 3.4 - INSTALAÇÃO ESQUEMÁTICA DE AQUECIMENTO SOLAR
LEGENDA
1 - RESERVATÓRIO DE ÁGUA FRIA
2 - ALIMENTAÇÃO DO AQUECEDOR
3 - VÁLVULA DE ALÍVIO OU SEGURANÇA
4 - DRENO DO AQUECEDOR
5 - RESERVATÓRIO DE ÁGUA QUENTE
6 - COLETORES SOLARES
7 - RETORNO DOS COLETORES
8 - ALIMENTAÇÃO DOS COLETORES
9 - ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA QUENTE AOS PONTOS DE CONSUMO
10 - ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA FRIA AOS PONTOS DE CONSUMO
11 - DRENO DOS COLETORES
97
4. SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTO SANITÁRIO
4.1 - PRINCÍPIOS GERAIS PARA ESGOTO SANITÁRIO
A NBR 8160/99 da ABNT prescreve as condições mínimas para o projeto e
execução das instalações prediais de esgoto sanitário de modo a:
- permitir rápido escoamento dos despejos e fáceis desobstruções;
- não permitir vazamento, escapamento de gases ou formação de depósitos no interior
das tubulações;
- vedar a passagem de gases e de animais das tubulações para o interior dos
edifícios;
- impedir a contaminação da água potável.
O esgoto sanitário coletado pela instalação predial deverá ser lançado na rede
pública ou em sistema particular quando não houver a rede pública. O esgoto deve ser
submetido a algum processo de tratamento antes de ser lançado nos cursos d’água.
Esta medida evita a poluição das águas. Como exemplo de sistema particular de
disposição final dos esgotos podemos citar a fossa séptica que será estudada no item
4.5.
4.1.1 - ESGOTO SECUNDÁRIO E ESGOTO PRIMÁRIO
Esgoto secundário compreende as canalizações e as peças de utilização que
não têm acesso de gases provenientes do coletor público, isto é, as descargas vão até
as caixas sifonadas, ralos sifonados, sifões e demais desconectores.
Esgoto primário compreende as canalizações que possam ter acesso de
gases, isto é, as descargas que vão dos desconectores até o coletor público.
4.2 - DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO DE ESGOTO SANITÁRIO
4.2.1 - RAMAIS DE DESCARGA E RAMAIS DE ESGOTO
RAMAL DE DESCARGA - RD
Tubulação que recebe diretamente efluentes de aparelhos sanitários.
98
RAMAL DE ESGOTO - RE
Tubulação que recebe efluentes de ramais de descarga.
O dimensionamento da tubulação de esgoto sanitário é em função das
“Unidades Hunter de Contribuição - UHC” que foram atribuídas aos aparelhos
sanitários. As unidades Hunter de contribuição - UHC e os diâmetros mínimos dos
ramais de descarga estão relacionados na tabela 4.1. O esgotamento sanitário é feito
por conduto livre (por gravidade) e os ramais de descarga e de esgoto devem
obedecer as declividades da tabela 4.2. Os diâmetros dos ramais de esgoto estão
relacionados na tabela 4.3.
Tabela 4.1 - UNIDADES HUNTER DE CONTRIBUIÇÃO - UHC - DOS APARELHOS
SANITÁRIOS E DIÂMETRO DOS RAMAIS DE DESCARGA
APARELHO
UHC
DIÂMETRO NOMINAL
DO RAMAL DE
DESCARGA - DN
(mm)
Bacia sanitária 6 100(1)
Banheira de residência 2 40
Bebedouro 0,5 40
Bidê 1 40
Chuveiro De residência 2 40
Coletivo 4 40
De residência 1 40
Coletivo 2 40
Mictório Válvula de descarga 6 75
Caixa de descarga 5 50
Descarga automática 2 40
De calha 2(2)
50
Pia de cozinha residencial 3 50
Pia de cozinha Preparação 3 50
Lavagem de panelas 4 50
Tanque de lavar roupas 3 40
Máquina de lavar louças 2 50(3)
Máquina de lavar roupas 3 50(3)
99
(1) O diâmetro nominal DN mínimo para o ramal de descarga de bacia sanitária
pode ser reduzido para DN75, caso justificado pelo cálculo de
dimensionamento efetuado pelo método hidráulico apresentado no anexo B da
NBR8160/99 e somente depois da revisão da NBR 6452/1985 (aparelhos
sanitários de material cerâmico), pela qual os fabricantes devem confeccionar
variantes das bacias sanitárias com saída própria para ponto de esgoto de
DN75, sem necessidade de peça especial de adaptação.
(2) Por metro de calha – considerar como ramal de esgoto.
(3) Devem ser consideradas as recomendações dos fabricantes.
Tabela 4.3
Tabela 4.2 DIMENSIONAMENTO DE
DECLIVIDADES MÍNIMAS RAMAIS DE ESGOTO
DIÂMETRO DECLIVIDADE DIÂMETRO NÚMERO
MÁXIMO
POLEGADA mm % NOMINAL DO DE UNIDADES
1 ¼” 30 3 TUBO HUNTER DE
1 ½” 40 3 DN CONTRIBUIÇÃO
2” 50 3 (mm)
3” 75 2 30 * 1
4” 100 1 40 3
5” 125 1,2 50 6
6” 150 0,7 75 20
8” 200 0,5 100 160
10” 250 0,5 150 620
12” 300 0,5 *o diâmetro DN 30 não é fabricado
16” 400 0,5 atualmente
Exemplo 4.1
Dimensionar os ramais de descarga e ramais de esgoto da figura abaixo. O banheiro é
residencial.
100
a) Ramais de descarga
Os diâmetros dos RD são anotados diretamente da tabela 4.1, bem como as
respectivas declividades da tabela 4.2.
Observação importante: quando utilizar tubulações de PVC o menor diâmetro
fabricado atualmente é DN 40; para ferro fundido o menor diâmetro é DN 50.
Na figura temos:
Tabela 4.1
DN DN - adotado
RD do lavatório 30 40
RD do bidê 30 40
RD do chuveiro 40 40
RD do vaso sanitário 100 100
101
A declividade para o diâmetro DN 40 é de 3% e para DN 100 é de 1%, de
acordo com a tabela 4.2.
Terminado o dimensionamento anotamos os valores no desenho.
b) Ramais de esgoto
No desenho temos dois trechos de ramais de esgoto: RE-1 e RE-2.
O dimensionamento é feito trecho a trecho, considerando o total de UHC para cada
trecho e em função deste valor faz-se a leitura direta do diâmetro na tabela 4.3 e a
declividade na tabela 4.2.
UHC (Tabela 4.1)
RE-1, esgota os aparelhos: Lavatório 1
Bidê 2
Chuveiro 2
______
5 UHC 50 mm
102
O RE - 1 terá DN 50 e i = 3%.
RE-2, esgota: RE-1 5 UHC
Vaso Sanitário 6
________
11 UHC 75 mm
O RE - 2 terá DN 100 e i = 2%. O valor encontrado ( 75 mm) não pode ser usado
porque o ramal esgota vaso sanitário que exige diâmetro mínimo de 100 mm.
4.2.2 - TUBOS DE QUEDA TQ
É a tubulação vertical que recebe efluentes de subcoletores, ramais de esgoto
e ramais de descarga.
Os tubos de queda deverão, segundo a NBR 8160/83 da ABNT:
- ser o mais vertical possível;
- empregar sempre curvas de raio longo nas mudanças de direção, quando estas se
fizerem necessárias;
- nas mudanças de direção, colocar uma visita junto às curvas, sempre que estas
forem inatingíveis por varas de limpeza, introduzidas através das caixas de inspeção;
- ser prolongados com o mesmo diâmetro, até a cobertura da edificação, para fins de
ventilação.
Para o dimensionamento dos tubos de queda a NBR 8160/83 recomenda a
tabela 4.4, com as seguintes restrições:
1. Nenhum vaso sanitário poderá descarregar em um tubo de queda de diâmetro
inferior a DN 100;
2. Nenhum tubo de queda deve ter diâmetro inferior ao da tubulação a ele ligada.
3. Nenhum tubo de queda que receba descargas de pias de cozinha ou pias de
despejo deve ter diâmetro inferior a DN 75, excetuando o caso de tubos de queda que
recebam até seis unidades Hunter de contribuição em prédios de até dois pavimentos,
quando pode então ser usado o diâmetro nominal DN-50.
Quando forem necessários os desvios dos tubos de queda estes devem ser
dimensionados da seguinte forma:
a) desvios com ângulos menores que 45o com a vertical, o TQ é dimensionado pela
tabela 4.4.
103
b) desvios com ângulos maiores que 45o:
b.1 - Trecho acima do desvio, tabela 4.4;
b.2 - Trecho horizontal, funciona como subcoletor e é dimensionado pela tabela 4.5;
b.3 - Trecho abaixo do desvio, tabela 4.4, considerando o número de Unidades Hunter
de contribuição de todos os aparelhos que são esgotados pelo TQ, não podendo este
trecho ter DN menor que o trecho anterior.
Exemplo 4.2
Dimensionar o tubo de queda representado na figura abaixo. O edifício é
residencial com cinco pavimento tipo.
104
PLANTA ESQUEMA VERTICAL
OBS.: DIÂMETROS EM mm.
105
Tabela 4.4 - DIMENSIONAMENTO DE TUBOS DE QUEDA
DIÂMETRO NOMINAL NÚMERO MÁXIMO DE UNIDADES HUNTER DE CONTRIBUIÇÃO
DO TUBO PRÉDIO DE ATÉ PRÉDIO COM MAIS DE 3 PAVIMENTOS
DN 3 PAVIMENTOS EM 1 PAVIMENTO EM TODO O TUBO
40 4 2 8
50 10 6 24
75 30 16 70
100 240 90 500
150 960 350 1.900
200 2.200 600 3.600
250 3.800 1.000 5.600
300 6.000 1.500 8.400
Para dimensionar o tubo de queda precisamos determinar o total de UHC em
um pavimento e em todo o tubo.
Da figura temos os seguintes aparelhos:
UHC (Tabela 4.1)
Bidê 2
Chuveiro 2
Lavatório 1
Vaso Sanitário 6
_____
11 UHC, por pavimento
11 (UHC/Pav) x 5 (Pav) = 55 UHC, em todo o tubo.
Com estes valores, verificando para um pavimento e em todo o tubo, o
diâmetro encontrado na tabela 4.4 é DN 75 que deve ser substituído pelo DN 100
porque o tubo de queda esgota vaso sanitário.
4.2.3 - COLETOR PREDIAL, SUBCOLETOR OU REDE HORIZONTAL
COLETOR PREDIAL
106
Trecho de tubulação compreendido entre a última inserção de subcoletor,
ramal de esgoto ou de descarga e coletor público ou sistema particular.
SUBCOLETOR (SC)
Tubulação que recebe efluentes de um ou mais tubos de queda ou ramais de
esgoto.
Os coletores prediais, subcoletores ou redes horizontais de esgoto sanitário
deverão:
- sempre que possível ser construído em área não edificada;
- na impossibilidade da construção em área não edificada, as caixas de inspeção
deverão ser localizadas em áreas abertas e de fácil acesso;
- ter traçado retilíneo;
- ter, nas mudanças de direção, caixas de inspeção;
- ter diâmetro mínimo de 4” (100 mm).
As interligações de ramais de descarga, ramais de esgoto e subcoletores
devem ser feitas através de caixas de inspeção sempre que as tubulações forem
enterradas.
Para o dimensionamento dos coletores prediais e subcoletores deve ser
considerado apenas o aparelho sanitário de maior contribuição para cada banheiro de
prédio residencial, para o cálculo do número de UHC. A NBR - 8160/83 da ABNT
recomenda a tabela 4.5 para este dimensionamento.
Tabela 4.5 - DIMENSIONAMENTO DE COLETORES PREDIAIS E SUBCOLETORES
DIÂMETRO NÚMERO MÁXIMO DE UNIDADES HUNTER DE CONTRIBUIÇÃO
NOMINAL DO DECLIVIDADES MÍNIMAS (%)
TUBO DN (mm) 0,5 1 2 4
100 - 180 216 250
150 - 700 840 1.000
200 1.400 1.600 1.920 2.300
250 2.500 2.900 3.500 4.200
300 3.900 4.600 5.600 6.700
400 7.000 4.300 10.000 12.000
107
4.3 - TUBULAÇÃO DE VENTILAÇÃO
4.3.1 - OBJETIVO DA VENTILAÇÃO
É obrigatório, pela NBR 8160/99, a ventilação das instalações prediais de
esgoto sanitário. Esta obrigatoriedade tem por objetivo conduzir os gases para a
atmosfera evitando o acesso dos mesmos ao interior das edificações, bem como a
ruptura do fecho-hídrico dos desconectores.
4.3.2 - PRESCRIÇÕES BÁSICAS
A NBR 8160/99 estabelece as seguintes prescrições para a tubulação de
ventilação:
- toda instalação predial de esgoto sanitário deverá compreender, no mínimo, um tubo
de ventilação primária com diâmetro não inferior a DN 75 se o prédio for residencial
e tiver no máximo três vasos sanitários; nos demais casos, DN 100, ligado
diretamente a caixa de inspeção e prolongado até acima da cobertura do prédio.
Em edificações de dois ou mais pavimentos a ventilação se faz pelo prolongamento
vertical dos tubos de queda até a cobertura, sendo todos os desconectores ligados
por ramal de ventilação à coluna de ventilação e esta ligação deverá ter, no mínimo,
0,15 m acima do nível máximo da água do mais elevado aparelho sanitário. Figura
4.1;
- deverá, no caso de telhados e lajes de cobertura, elevar-se, no mínimo, 0,30m acima
destes e, no caso de terraços, 2,00m. Figura 4.2. Se a tubulação de ventilação
estiver a menos de 4,00m de janelas ou portas, esta elevar-se-á a 1,00m acima das
vergas. Figura 4.3.
- deverá ser instalada de modo a possibilitar o escoamento, por gravidade, de
qualquer líquido que porventura tenha acesso à mesma.
A coluna de ventilação deverá ter:
108
- o diâmetro uniforme;
- a extremidade inferior ligada a um subcoletor ou a um tubo de queda, em ponto
situado abaixo da ligação do primeiro ramal de esgoto ou de descarga, ou neste
ramal;
- a extremidade superior ou a ligação em tubos de ventilação primária nas mesmas
condições prescritas para as tubulações de ventilação.
Os tubos ventiladores individuais poderão ser interligados a um barrilete de
ventilação, evitando com isso o elevado número de tubulações na cobertura, sendo
que suas extremidades deverão ter, como recomendação prática, no mínimo 2,00m
acima da mesma e diâmetro DN 150, conforme ilustrado na figura 4.4.
Figura 4.1 - ESGOTO SANITÁRIO, VENTILAÇÃO
109
Telhado
Laje Terraço
Figura 4.2 - EXTREMIDADE DO VENTILADOR PRIMÁRIO. CASOS DE TELHADO, LAJE E
TERRAÇO
110
Figura 4.3 - AFASTAMENTO DE VENTILADOR PRIMÁRIO DE PRÉDIO VIZINHO
Figura 4.4 - BARRILETE DE VENTILAÇÃO
Todo desconector deverá ser ventilado obedecendo os valores da tabela 4.6, que fixa
a distância máxima de interligação do mesmo ao tubo ventilador. São considerados
devidamente ventilados os desconectores de pias, lavatórios e tanques, quando
ligados a um tubo de queda que não receba despejos de bacias sanitárias e mictórios,
observando os valores da tabela 4.6. Considera-se também devidamente ventilados os
desconectores instalados no último pavimento, ou pavimento único, quando o número
111
de UHC for menor ou igual a quinze e, ainda, quando a distância do desconector a
uma canalização ventilada não exceder os valores da tabela 4.6.
Os sistemas de ventilação podem ser individuais ou em circuitos, podendo o
sistema individual ser contínuo ou não.
Na ventilação contínua permite-se o emprego de um único tubo ventilador para
sifões instalados em dois ramais de descarga ou de esgoto que se ligam num único
tubo de queda.
Na ventilação em circuito, um tubo ventilador serve, no máximo, a oito
aparelhos sanitários. É necessária a inclusão de um tubo ventilador suplementar, se
houver aparelho sanitário, em pavimento superposto, ligado ao mesmo tubo de queda.
O tubo ventilador suplementar deverá ter a extremidade inferior ligada ao ramal de
esgoto, entre o tubo de queda e o primeiro dos aparelhos a ventilar, e a extremidade
superior ligada ao tubo ventilador do circuito. Figura 4.5.
A ligação do tubo ventilador a uma rede horizontal, será feita acima do eixo da
tubulação, no sentido vertical, ou com desvio máximo de 45o da vertical, até 0,15m
acima do nível máximo da água no mais elevado aparelho servido, antes de ser
desenvolvida horizontalmente ou ser ligada a outro tubo ventilador.
Tabela 4.6 - DISTÂNCIA MÁXIMA DE UM DESCONECTOR AO TUBO VENTILADOR
DIÂMETRO NOMINAL DO RAMAL DE
DESCARGA DN (mm)
DISTÂNCIA MÁXIMA (m)
40 1,00
50 1,20
75 1,80
100 2,40
112
Figura 4.5 - VENTILAÇÃO EM CIRCUITO
4.3.3 - DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO DE VENTILAÇÃO
A NBR 8160/99 fixa para o dimensionamento da ventilação, além das
prescrições já citadas, o seguinte:
113
a) ramal de ventilação
Os ramais de ventilação deverão ter diâmetro mínimo de acordo com os limites
fixados na tabela 4.7.
Tabela 4.7 - DIMENSIONAMENTO DE RAMAIS DE VENTILAÇÃO
GRUPO DE APARELHOS SEM VASOS
SANITÁRIOS
GRUPO DE APARELHOS COM VASOS
SANITÁRIOS
NÚMERO DE
UNIDADES HUNTER
DE CONTRIBUIÇÃO
DIÂMETRO NOMINAL
DO RAMAL DE
VENTILAÇÃO - mm
NÚMERO DE
UNIDADES HUNTER
DE CONTRIBUIÇÃO
DIÂMETRO NOMINAL
DO RAMAL DE
VENTILAÇÃO - mm
até 12 40 até 17 50
13 a 18 50 18 a 60 75
19 a 36 75 - -
b) Tubos Ventiladores em Circuito
Os tubos ventiladores em circuito terão, no mínimo, diâmetro igual ao do ramal
de esgoto ou da coluna de ventilação a que estiverem ligados.
c) Tubos Ventiladores Suplementares
Os tubos ventiladores suplementares terão, no mínimo, diâmetro igual à
metade do diâmetro do ramal de esgoto a que estiver ligado.
d) Colunas de Ventilação e barriletes
As colunas de ventilação e barriletes terão os seus diâmetros de acordo com
os valores da tabela 4.8.
114
Tabela 4.8 - DIMENSIONAMENTO DE COLUNAS E BARRILETES DE VENTILAÇÃO
Diâmetro
nominal do tubo
de queda ou do
ramal de esgoto
DN
Número de
unidades
Hunter de
contribuição
Diâmetro nominal mínimo do tubo de ventilação
40 50 75 100 150 200 250 300
Comprimento permitido
m
40 8 46 - - - - - - -
40 10 30 - - - - - - -
50 12 23 61 - - - - - -
50 20 15 46 - - - - - -
75 10 13 46 317 - - - - -
75 21 10 33 247 - - - - -
75 53 8 29 207 - - - - -
75 102 8 26 189 - - - - -
100 43 - 11 76 299 - - - -
100 140 - 8 61 229
100 320 - 7 52 195 - - - -
100 530 - 6 48 177 - - - -
150 500 - - 10 40 305 - - -
150 1100 - - 8 31 238 - - -
150 2000 - - 7 26 201 - - -
150 2900 - - 6 23 183 - - -
200 1800 - - - 10 73 286 - -
200 3400 - - - 7 57 219 - -
200 5600 - - - 6 49 186 - -
200 7600 - - - 5 43 171 - -
250 4000 - - - - 24 94 293 -
250 7200 - - - - 18 73 225 -
250 11000 - - - - 16 60 192 -
250 15000 - - - - 14 55 174 -
300 7300 - - - - 9 37 116 287
300 13000 - - - - 7 29 90 219
300 20000 - - - - 6 24 76 186
300 26000 - - - - 5 22 70 152
115
4.4 - DIMENSIONAMENTO DAS CAIXAS
4.4.1 - CAIXA COLETORA (CC)
Caixa onde se reúnem os refugos líquidos que exigem elevação mecânica.
Esta caixa é utilizada quando o sistema de lançamento do esgoto no coletor
público for indireto, necessitando portanto de bombeamento ou elevação mecânica.
Os efluentes de aparelhos sanitários, de caixas sifonadas, caixas retentoras, etc, não
podem descarregar diretamente em caixas coletoras e sim em caixas de inspeção, as
quais devem ser ligadas à caixa coletora. Para o esgotamento de pisos de sub-solos
dispensa-se a caixa de inspeção devendo os efluentes serem encaminhados a uma
caixa sifonada que pode ser ligada diretamente à caixa coletora.
A capacidade da caixa coletora deve ser calculada em função do volume de
esgoto da edificação e do funcionamento da bomba, esta não deve ter freqüência
exagerada de partidas e paradas por volume insuficiente de esgoto e o volume
exagerado pode levar o esgoto a estado séptico o que também deve ser evitado no
dimensionamento da caixa coletora. A profundidade mínima da caixa coletora quando
esta recebe esgoto de vaso sanitário deve ser de 0,90 m a contar do nível da geratriz
inferior da tubulação afluente (que chega na caixa) mais baixa e o fundo deve ser
inclinado para permitir, quando necessário, seu total esvaziamento. A ventilação da
caixa deve ser independente de qualquer outra ventilação de esgoto do prédio e o
diâmetro não deve ser menor que o diâmetro da tubulação de recalque. A figura 4.6
ilustra a elevatória de esgoto de um prédio residencial.
4.4.2 - CAIXA DE INSPEÇÃO (C I)
Caixa destinada a permitir a inspeção, limpeza e desobstrução das tubulações.
As caixas de inspeção deverão ser executadas em anéis de concreto, alvenaria
e tijolo maciço, blocos de concreto com paredes mínimas de 0,20m. Figura 4.7.
As caixas de inspeção poderão ter:
- seção circular de 0,60m de diâmetro; quadrada ou retangular, de 0,60m de lado, no
mínimo;
- profundidade máxima de 1,00m;
116
- tampa de fácil remoção com perfeita vedação;
- fundo construído de modo a assegurar rápido escoamento e evitar a formação de
depósitos;
- distância máxima entre as caixas de 25,00 m.
Em prédios de mais de cinco pavimentos, as caixas de inspeção não devem
ser instaladas a menos de 2,00 m de distância dos tubos de queda que contribuam
para as mesmas.
A distância entre a ligação do coletor predial com o coletor público e a caixa de
inspeção, poço de visita ou peça de inspeção mais próxima, não deve ser superior a
15,00 metros.
117
Figura 4.6 - ELEVATÓRIA DE ESGOTO
118
Figura 4.7.a - CAIXA DE INSPEÇÃO
Figura 4.7.b - CAIXA DE INSPEÇÃO
4.4.3 - CAIXA DE PASSAGEM (C P)
Caixa dotada de grelha ou tampa cega destinada a receber água de lavagem
de pisos e afluentes de tubulação secundária de uma mesma unidade autônoma.
As caixas de passagem devem ter as seguintes características:
- cilíndricas, com diâmetro mínimo de 0,15m ou prismática permitindo a inscrição de
um círculo de 0,15m em sua base;
- altura mínima: 0,10m;
- tubulação de saída dimensionada pela tabela 4.3 sendo o diâmetro mínimo DN 50.
119
4.4.4 - CAIXA RETENTORA DE GORDURA (CG)
Caixa retentora é um dispositivo projetado e instalado para separar e reter
substâncias indesejáveis às redes de esgoto sanitário, neste caso, as gorduras.
As caixas de gordura devem ser instaladas em locais de fácil acesso e boas
condições de ventilação, com tampa hermética e de fácil remoção. Devem ser
divididas em duas câmaras, uma receptora e outra vertedora. As pias de cozinha
superpostas em vários pavimentos devem ser esgotadas por tubo de queda ou tubo
de gordura que conduzem os esgotos para a caixa retentora de gordura coletiva,
sendo vetado o uso de caixas retentoras de gordura individuais nos andares.
As caixas retentoras de gordura poderão ser:
a) Caixa de Gordura Individual ou pequena (C G P)
Tem diâmetro interno de 0,30m, capacidade de retenção para 18 l e tubulação
de saída com DN 75.
b) Caixa de Gordura Simples (C G S)
Tem diâmetro interno de 0,40m, capacidade de retenção de 31l e tubulação de
saída com DN 75. É usada para receber despejos de até duas pias de cozinha.
c) Caixa de Gordura Dupla (C G D)
Tem diâmetro interno de 0,60m, capacidade de retenção de 120 l e tubulação
de saída com DN 100. É usada para receber despejos de duas até doze pias de
cozinha.
d) Caixa de Gordura Especial (C G E)
Utilizada quando o número de pias de cozinha for superior a doze ou quando
se tratar de cozinhas especiais. O volume da caixa de gordura especial poderá ser
calculado com o emprego da fórmula:
V = 2 N + 20
Sendo:
V = volume em litros
N = número de pessoas servidas pela cozinha.
120
O diâmetro da tubulação de saída é DN 100.
A figura 4.8 ilustra uma caixa retentora de gordura padrão COPASA - MG.
Figura 4.8 - CAIXA RETENTORA DE GORDURA – COPASA (MG)
As dimensões das caixas de gordura especiais seguem os valores da tabela
4.9.
121
Tabela 4.9 - CAIXA DE GORDURA ESPECIAL
DIMENSÕES
Nº PESSOAS VOLUME ÚTIL, l (m) h TOTAL (M)
400 820 1,10 1,15
750 1520 1,10 2,00
1000 2020 1,50 1,75
1500 3020 1,50 2,25
4.4.5 - CAIXA SIFONADA (CS)
Caixa dotada de fecho hídrico destinada a receber efluentes da instalação
secundária de esgotos.
As caixas sifonadas que são instaladas nos banheiros e áreas de serviço já
foram estudadas no item Acessórios Hidráulico-Sanitários (página 205). Além destas
caixas, a instalação de esgoto sanitário pode exigir o emprego de caixas sifonadas
especiais que devem ter as seguintes características:
- fecho hídrico com altura mínima de 0,20m;
- cilíndrica, com diâmetro interno mínimo de 0,30m ou prismática permitindo a
inscrição de um círculo de diâmetro 0,30m em sua base;
- devem ser fechadas hermeticamente com tampa de fácil remoção;
- o diâmetro da tubulação de saída não deve ser inferior a DN 75.
122
Figura 4.9 - CAIXA SIFONADA
4.4.6 - POÇO DE VISITA (PV)
Dispositivo destinado a permitir a visita para a inspeção, limpeza e
desobstrução das tubulações.
Trata-se de uma caixa de inspeção com profundidade superior a 1,00m.
Em instalações prediais a distâncias máxima entre poços de visita é também
de 25,00m.
Os poços de visita poderão ser construídos em alvenaria de tijolo maciço ou
blocos de concreto, apresentando suas paredes com espessura mínima de 0,20m,
revestidas internamente com argamassa de cimento e areia ou ainda em concreto pré-
moldado ou concreto armado. Deverão ter seção circular com diâmetro mínimo de
1,10m, quadrada ou retangular com lado mínimo de 1,10m. Quando a profundidade do
PV for superior a 1,50m, este será composto de duas partes: a câmara inferior ou de
trabalho e a câmara ou chaminé de acesso, sendo esta de seção circular com
diâmetro mínimo de 0,60m.
O fundo do poço de visita deve ser construído de modo a garantir rápido
escoamento e evitar a formação de depósitos.
A figura 4.10, ilustra um poço de visita com duas câmaras, em alvenaria.
123
Figura 4.10 - POÇO DE VISITA
4.5 - FOSSAS SÉPTICAS
A NBR 7229/82 da ABNT fixa as condições para a construção e instalação de
fossas sépticas e disposição dos efluentes finais. O emprego de fossas sépticas é
recomendado em regiões desprovidas de rede coletora de esgoto e também para
resíduos industriais biodegradáveis em casos específicos e devidamente justificados.
4.5.1 - TERMINOLOGIA
A NBR 7229/82 adota as seguintes definições:
CÂMARA DE DECANTAÇÃO
Compartimento da fossa séptica onde se processa o fenômeno da decantação.
CÂMARA DE DIGESTÃO
Espaço da fossa séptica destinado à acumulação e digestão do material decantado.
124
CÂMARA DE ESCUMA
Espaço da fossa séptica destinado à acumulação e digestão de escuma.
ESGOTO
Refugo líquido dos prédios, excluídas as águas pluviais e despejos industriais.
DESPEJO INDUSTRIAL
Despejo decorrente de operações industriais.
DIÂMETRO NOMINAL
Número que classifica, em dimensão, os tubos e acessórios e que corresponde
aproximadamente ao diâmetro interno em milímetros das referidas peças, expresso
em DN.
DIGESTÃO
Decomposição bioquímicas da matéria orgânica em substâncias e compostos mais
simples e estáveis.
DISPOSITIVO DE DESCARGA DE LODO
Instalação hidráulica para descarga por pressão hidrostática do lado da fossa séptica.
DISPOSITIVO DE ENTRADA E SAÍDA
Peças instaladas no interior da fossa séptica à entrada e à saída dos despejos,
destinadas a garantir a distribuição uniforme do líquido e impedir a saída da escuma.
ESCUMA
Substância constituída por material graxo, sólidos em mistura com gases, que ocupa a
superfície do líquido na fossa séptica.
EFLUENTE
Substância predominantemente líquida que flui, em condições normais, através do
dispositivo de saída da fossa séptica.
FILTRO ANAERÓBIO
Unidade de tratamento biológico do efluente da fossa séptica de fluxo ascendente em
condições anaeróbias, cujo meio filtrante mantém-se afogado.
125
FOSSA SÉPTICA
Unidade de sedimentação e digestão, de fluxo horizontal, destinada ao tratamento dos
esgotos.
FOSSA SÉPTICA DE CÂMARAS EM SÉRIE
Aquela constituída de compartimentos interligados, nos quais se processam,
conjuntamente, os fenômenos de decantação e digestão, com predominância da
digestão no primeiro compartimento.
FOSSA SÉPTICA DE CÂMARAS SOBREPOSTAS
Aquela em que os despejos e o lodo digerido são separados em câmaras distintas,
nos quais se processam independentemente, os fenômenos de decantação e
digestão.
FOSSA SÉPTICA DE CÂMARA ÚNICA
Aquela constituída de um só compartimento no qual se processam, conjuntamente, os
fenômenos de decantação e digestão.
LODO
Substancia acumulada por sedimentação de sólidos contidos nos esgotos frescos ou
digeridos nas câmaras de acumulação e digestão das fossas sépticas.
LODO DIGERIDO
Lodo resultante da digestão completa das matérias decantadas na fossa séptica.
LODO FRESCO
Lodo instável cujo processo de digestão não foi iniciado.
PERÍODO DE ARMAZENAMENTO DO LODO DIGERIDO
Intervalo de tempo entre duas operações consecutivas de remoção de lodo da fossa
séptica, excluído o período de digestão.
PERÍODO DE DETENÇÃO DO ESGOTO
Intervalo de tempo médio de permanência dos esgotos no interior da fossa séptica.
126
PERÍODO DE DIGESTÃO
Intervalo de tempo estimado para a digestão do lodo fresco.
PERÍODO DE LIMPEZA
Intervalo de tempo entre duas operações consecutivas de remoção do lodo da fossa
séptica.
PROFUNDIDADE ÚTIL
Distância vertical entre o nível do líquido e o fundo da fossa.
SEÇÃO TRANSVERSAL ÚTIL
Área obtida pelo produto da largura da fossa pela altura útil.
SUMIDOURO
Poço destinado a receber o efluente da fossa séptica e a facilitar sua infiltração
subterrânea.
TUBO DE LIMPEZA
Tubo instalado na fossa séptica com a finalidade de permitir o fácil acesso dos
dispositivos de remoção do lodo.
VALAS DE FILTRAÇÃO
Unidade complementar de tratamento do efluente da fossa séptica, por filtração
biológica, constituída de tubulação e leito filtrante.
VALAS DE INFILTRAÇÃO
Valas destinadas a receber o efluente da fossa séptica, através de tubulação
convenientemente instalada e a permitir sua infiltração em camadas subsuperficiais do
terreno.
VOLUME ÚTIL
Capacidade útil calculada com o emprego de fórmulas.
ZONA NEUTRA
Espaço da fossa séptica de câmaras sobrepostas destinado a reduzir a turbulência do
material em digestão.
127
4.5.2 - PRINCÍPIOS GERAIS PARA FOSSAS SÉPTICAS
O afastamento e o tratamento dos despejos domésticos devem ser realizados
visando o atendimento às seguintes condições:
- nenhum manancial destinado ao abastecimento d’água fique poluído;
- não cause poluição do solo;
- a qualidade de vida nas águas receptoras não seja prejudicada;
- não prejudique as praias e outros locais de recreio e esporte;
- não sejam observados odores desagradáveis, bem como a presença de insetos.
A NBR 7229/82 estabelece que o uso das fossas sépticas somente será
admissível para o tratamento de esgotos domésticos em edificações que possuam
instalação predial de água. A capacidade máxima de contribuição de esgotos é de
75.000 litros/dia. As águas pluviais não devem ser lançadas nas fossas sépticas.
A localização da fossa séptica e a disposição do efluente devem ser de tal
maneira que atenda às condições:
- afastamento mínimo de 20,00 m de qualquer fonte de abastecimento d’água;
- facilidade de ligação futura do coletor predial ao coletor público, porque o emprego
das fossas sépticas em áreas urbanas é considerado como solução provisória;
- facilidade de acesso devido à remoção do lodo digerido.
4.5.3 - TIPOS DE FOSSAS SÉPTICAS
A NBR 7229/82 recomenda a utilização dos seguintes tipos de fossas sépticas:
a) Fossas de Câmara Única
São constituídas de compartimento único, cilíndrico ou prismático, no qual
ocorrem os fenômenos de decantação e digestão das partículas sólidas. A figura 4.11
ilustra os dois formatos de fossas de câmara única e a tabela 4.10 fornece as
dimensões internas da fossa.
Tabela 4.10 - DIMENSÕES DE FOSSAS SÉPTICAS
128
CONTRIBUIÇÃO DIMENSÕES INTERNAS (m)
N C (LITROS/DIA) COMPRIMENTO LARGURA ALTURA
750 1,60 0,80 1,00
1500 2,30 1,10 1,00
2250 2,45 1,10 1,40
3000 3,00 1,30 1,30
4300 3,15 1,50 1,60
6000 3,20 1,50 2,10
a) Prismática retangular
129
b) Cilíndrica
Figura 4.11 - FOSSA SÉPTICA DE CÂMARA ÚNICA
b) Fossa de câmaras em série
São constituídas de dois ou mais compartimentos interligados, nos quais
ocorrem conjuntamente os fenômenos de decantação e digestão dos sólidos, com
predominância da digestão no primeiro compartimento. É indicada quando o efluente
exige baixo teor de sólidos em suspensão. Figura 4.12.
130
c) Fossas de Câmaras Sobrepostas
São constituídas de compartimentos distintos, nos quais ocorrem
independentemente a decantação e a digestão das partículas sólidas. Figura 4.12.
a) Prismática retangular de três compartimentos
131
b) Cilíndrica de dois compartimentos
Figura 4.12 - FOSSA SÉPTICA DE CÂMARAS EM SÉRIE
132
Figura 4.13 - FOSSAS SÉPTICAS DE CÂMARAS SOBREPOSTAS
Observações para as fossas sépticas:
1 - Sempre que L (comprimento longitudinal) ou d (diâmetro interno) for maior que 2,00
m a fossa levará no mínimo duas chaminés de acesso, uma sobre o dispositivo de
entrada e outra sobre o de saída;
2 - Nas fossas com capacidade superior a 6.000 l e o fundo deverá ser inclinado 3:1
na direção do tubo de limpeza.
133
4.5.4 - DIMENSIONAMENTO DAS FOSSAS SÉPTICAS
Para dimensionar uma fossa séptica é necessário conhecer os parâmetros
fixados pela NBR 7229/82, descritos a seguir:
a) Contribuição (C)
Para o cálculo da contribuição de despejos, é necessário levar em
consideração o seguinte:
- o número de pessoas a serem atendidas, não podendo ser inferior a cinco, produzirá
uma contribuição mínima de 75 l/dia;
- o consumo local da água, sendo que, na falta deste, poderão ser adotados os valores
da tabela 4.11.
- nas edificações em que houver, ao mesmo tempo, ocupantes permanentes e
temporários, a contribuição total será a soma das contribuições correspondentes a
cada um destes casos, sendo o período de detenção usado para ambos os casos o
correspondente à contribuição total.
134
Tabela 4.11 - CONTRIBUIÇÕES UNITÁRIAS DE ESGOTOS ( C ) E DE LODO
FRESCO (Lf) POR TIPO DE PRÉDIOS E DE OCUPANTES
CONTRIBUIÇÃO (LITROS/DIA)
PRÉDIO UNIDADE ESGOTOS ( C
)
LODO FRESCO
(Lf)
1-Ocupantes permanentes
Hospitais leito 250 1
Apartamentos pessoa 200 1
Residências pessoa 150 1
Escolas - internatos pessoa 150 1
Casas populares - rurais pessoa 120 1
Hotéis (sem cozinha e lavanderia) pessoa 120 1
Alojamentos provisórios pessoa 80 1
2-Ocupantes temporários
Fábrica em geral operário 70 0,30
Escritórios pessoa 50 0,20
Edifícios públicos ou comerciais pessoa 50 0,20
Escolas - Externatos pessoa 50 0,20
Restaurantes e similares refeição 25 0,10
Cinema, teatro e templos lugar 2 0,02
b) Períodos de Contribuição dos Despejos
São considerados os seguintes períodos:
- Edificações residenciais, hotéis, hospitais e quartéis: 24 horas;
- Outros tipos de edificações: os regimes próprios de funcionamento.
c) Contribuição de Lodo Fresco (L)
Na ausência de dados locais, adota-se os valores mínimos relacionados na
tabela 4.11.
135
d) Período de Detenção dos Despejos (T)
As fossas sépticas são projetadas considerando os seguintes períodos
mínimos de detenção:
- fossas de câmara única e de câmaras em série: observar os valores constantes da
tabela 4.12.
- fossas de câmaras sobrepostas: considerar o valor de 2h, para efeito de cálculo.
e) Câmara de Decantação
O volume mínimo da câmara de decantação nas fossas sépticas de câmaras
sobrepostas é de 500 litros.
f) Período de Armazenamento de Lodo Digerido (Ta)
As fossas sépticas deverão ter capacidade para armazenar o lodo digerido
durante um período de 10 meses, no mínimo.
g) Período de Digestão do Lodo (Td)
Para efeito de cálculo, o período de digestão do lodo é estimado em 50 dias.
h) Coeficiente de Redução do Volume de Lodo ( R )
Considerando a redução do volume de lodo fresco devido aos fenômenos de
digestão e adensamento, são adotados os seguintes coeficientes, para cálculo do
volume de lodo a ser armazenado:
Lodo digerido: R1 = 0,25.
Logo em digestão: R2 = 0,50.
i) Formato das Fossas
As formas cilíndricas e prismáticas retangulares são as mais recomendadas.
136
Tabela 4.12 - PERÍODO DE DETENÇÃO (T)
PERÍODO DE DETENÇÃO
CONTRIBUIÇÃO (LITROS/DIA) HORAS DIAS (T)
até 6.000 24 1
6.000 a 7.000 21 0,875
7.000 a 8.000 19 0,79
8.000 a 9.000 18 0,75
9.000 a 10.000 17 0,71
10.000 a 11.000 16 0,67
11.000 a 12.000 15 0,625
12.000 a 13.000 14 0,585
13.000 a 14.000 13 0,54
Acima de 14.000 12 0,50
4.5.4.1 - DIMENSIONAMENTO DAS FOSSAS SÉPTICAS DE CÂMARA ÚNICA
As fossas sépticas de câmara única são calculadas com o emprego da fórmula:
V = N ( CT + 100 Lf )
Sendo:
V = volume útil, em litros.
N = número de contribuintes.
C = contribuição de despejos, em l/pessoa x dia, conforme a tabela 4.11.
T = período de detenção, em dias, conforme a tabela 4.12
Lf = contribuição de lodos frescos, em l/pessoa/dia, conforme a tabela 4.11.
- o volume útil mínimo admissível para fossas sépticas de câmara única é de
1250 litros.
- As fossas sépticas de formato cilíndrico deverão ter diâmetro interno de
1,10m e profundidade útil de 1,10m, no mínimo. O diâmetro interno não
poderá ser superior a duas vezes a profundidade.
- As fossas sépticas de formato prismático retangular deverão ter largura
interna mínima de 0,70m. Deverá ocorrer uma relação entre o comprimento
(L) e a largura (b), conforme:
137
2 4 L
b
- A profundidade útil mínima deverá ser de 1,10m. A largura não poderá ser
superior a duas vezes a profundidade.
4.5.4.2 - DIMENSIONAMENTO DAS FOSSAS SÉPTICAS DE CÂMARAS SOBREPOSTAS
O volume útil das fossas sépticas de câmaras sobrepostas é calculado com o
emprego das fórmulas:
a) Volume da câmara de decantação (V1):
V1 = NCT
b) Volume decorrente do período de armazenamento de lodo digerido (V2):
V2 = R1NLfTa
c) Volume correspondente ao lodo em digestão (V3):
V3 = R2NLfTd
d) Volume correspondente à zona neutra (V4):
V4 = 0,30 S
Sendo o valor 0,30 correspondente à altura da zona neutra da fossa, em m.
e) Volume correspondente à Zona de escuma (V5):
V5 = hdS - V1
138
f) Volume útil (V)
V = V1 + V2 + V3 + V4 + V5
Sendo:
V = volume, em litros.
N = número de contribuintes.
C = contribuição de despejos, em l/pessoa/dia, conforme a tabela 4.11.
T = período de detenção, em dias, conforme a tabela 4.12.
Lf = contribuição de lodos frescos, em l/pessoa/dia, conforme a tabela 4.11.
R1 = coeficiente de redução de volume do lodo digerido (R1 = 0,25).
R2 = coeficiente de redução de volume do lodo em digestão (R2 = 0,50).
Ta = período de armazenamento de lodo digerido, em dias (aproximadamente 300).
Td = período de digestão do lodo, em dias (aproximadamente 50).
S = área da seção transversal da fossa, em m2.
Hd = distância vertical entre a geratriz inferior interna da câmara de decantação e o
nível do líquido, em m.
- O volume útil mínimo admissível para as fossas sépticas de câmaras
sobrepostas é de 1350 litros.
- As fossas sépticas de formato cilíndrico deverão ter diâmetro interno e
profundidade útil de 1,20m, no mínimo.
- As fossas sépticas de formato prismático retangular deverão ter largura
interna de 0,80m e profundidade útil de 1,20m, no mínimo.
- Inclinação 1,2:1 para as abas inferiores da câmara de decantação.
- Espaçamento mínimo de 0,10m para as fendas de saída da câmara de
decantação.
4.5.4.3 - DIMENSIONAMENTO DAS FOSSAS SÉPTICAS DE DUAS CÂMARAS EM SÉRIE
O volume útil das fossas sépticas de duas câmaras em série é calculado com o
emprego da fórmula:
V = 1,3 N (CT + 100Lf)
Sendo:
V = volume, em litros.
139
N = número de contribuintes.
C = contribuição de despejos, em l/pessoa/dia, conforme a tabela 4.11.
T = período de detenção, em dias, conforme a tabela 4.12.
Lf = contribuição de lodos frescos, em l/pessoa/dia, conforme a tabela 4.11.
- O volume útil admissível para as fossas sépticas de duas câmaras em série é de
1650 litros.
- As fossas sépticas de forma prismática retangular terão largura interna mínima
de 0,80m e profundidade útil mínima de 1,20m. A largura interna não deve
ultrapassar a duas vezes a profundidade.
- A relação entre o comprimento (L) e a largura interna (b) deverá ser:
2 4 L
b
- O comprimento da primeira câmara é 2/3L e o da segunda, 1/3L.
- O volume útil da primeira e segunda câmaras devem ser, respectivamente, 2/3 e
1/3 do volume útil total.
4.5.5 - DISPOSIÇÃO DO EFLUENTE
Ao efluente da fossa séptica deve ser dada uma disposição que atenda às
finalidades do tratamento de esgotos e esteja de acordo com a realidade local. Vários
fatores interferem na escolha do processo de disposição do efluente, tais como a
existência de curso d’água receptor, a permeabilidade do solo, áreas disponíveis etc.
A capacidade de absorção do solo é determinada através do ensaio de infiltração,
descrito na NBR 7229/82, conforme tabela 4.13.
A NBR 7229/82 recomenda que a disposição do efluente das fossas sépticas
seja no solo ou em águas de superfície, das seguintes maneiras:
140
Tabela 4.13 - POSSÍVEIS FAIXAS DE VARIAÇÃO DE COEFICIENTE DE INFILTRAÇÃO
FAIXA
CONSTITUIÇÃO APROVÁVEL DOS SOLOS
COEFICIENTE
DE
INFILTRAÇÃO
lm2 x dia
1 Rochas, argilas compactas de cor branca, cinza ou preta, variando as
rochas alteradas e argilas medianamente compactas de cor
avermelhada
menor que 20
2 Argilas de cor amarela, vermelha ou marrom medianamente compacta,
variando as argilas pouco siltosas e/ou arenosas.
20 a 40
3 Argilas arenosas e/ou siltosa, variando a areia argilosa ou silte argiloso
de cor amarela, vermelha ou marrom.
40 a 60
4 Areia ou silte pouco argiloso, ou solo arenoso com humos e turfas,
variando os solos constituídos predominantemente de areias e siltes.
60 a 90
5 Areia bem selecionada e limpa, variando a areia grossa com cascalhos. Maior que 90
Nota: Os dados se referem, numa primeira aproximação, aos coeficientes que variam
segundo o tipo dos solos não saturados. Em qualquer dos casos é
indispensável a confirmação por meio dos ensaios de infiltração do solo
descritos na norma NBR 7229/82.
a) Sumidouros
Devem ter as paredes revestidas de alvenaria de tijolos, com juntas livres, ou
anéis de concreto convenientemente furados e o fundo com enchimento de cascalho
ou pedra britada. Sempre que possível devem ser construídos dois sumidouros para
uso alternado. Figura 4.14.
141
Figura 4.14 - SUMIDOURO
b) Valas de infiltração
Devem ser previstas no mínimo duas valas de infiltração para a disposição do
efluente de uma fossa séptica. A profundidade das valas varia de 0,60 a 1,00m, com
largura mínima de 0,50m e máxima de 1,00m. O comprimento máximo de cada vala é
de 30,00m. O diâmetro mínimo da tubulação de distribuição do efluente é DN 100.
Figura 4.15.
142
Figura 4.15 - VALAS DE INFILTRAÇÃO
c) Valas de filtração
Devem ser previstas no mínimo duas valas de filtração para a disposição do
efluente de uma fossa séptica. A profundidade das valas varia de 1,20 a 1,50m, com
largura mínima de 0,50m. No fundo da vala é assentada a tubulação receptora com
DN 100, envolvida por uma camada de brita nº 1 e uma camada de areia grossa com
0,50m, no mínimo, que constitui o leito filtrante. A tubulação de distribuição do efluente
da fossa deve ser assentada sobre a camada de areia que é recoberta com brita ou
escória e uma camada superior de terra para completar o enchimento da vala. Nos
terminais das valas devem ser instaladas caixas de inspeção, que devem ser
interligadas para facilitar o lançamento do efluente filtrado no corpo d’água receptor.
Figura 4.16.
143
Figura 4.16 - VALAS DE FILTRAÇÃO
d) Filtro anaeróbio
O filtro apresenta um fundo falso por meio do qual se faz a distribuição do
efluente. O leito filtrante deve ter altura de 1,20m, constante para qualquer volume
obtido no dimensionamento e profundidade útil de 1,80m. O volume útil mínimo é de
1250 litros. São construídos tantos filtros quantos forem necessários, funcionando em
paralelo. Figura 4.17.
144
Figura 4.17 - FILTRO ANAERÓBIO
4.5.6 - OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO
A cada período de um ano de uso da fossa séptica deve ser removido o lodo
digerido, que pode ser enterrado. A remoção normalmente é realizada por meio de
bombas, através da tubulação de limpeza.
Para evitar odores decorrentes do início do tratamento dos esgotos na fossa
séptica, o processo de decomposição deve ser ativado introduzindo de 50 a 100 litros
de lodo em digestão, proveniente de outra fossa ou a mesma quantidade de solo rico
em humos.
145
Quando a fossa séptica em funcionamento apresentar maus odores deve ser
colocada uma substância alcalinizante, a cal por exemplo.
As valas de filtração, as valas de infiltração e os sumidouros devem ter
inspeção semestral.
Quando constatar redução da capacidade de absorção das valas de infiltração
ou sumidouros, novas unidades devem ser construídas, para a recuperação da
capacidade perdida.
4.6 ANEXOS SISTEMAS PREDIAIS ESGOTO SANITÁRIO
4.6.1 DISPOSITIVOS DE ADMISSÃO DE AR
Exemplos de sistemas prediais de esgoto sanitário com ventilação secundária
– dispositivos de admissão de ar.
Figura 4.18 – Exemplo 1
146
Figura 4.19 – Exemplo 2
4.6.2 LIGAÇÃO DO RAMAL DE VENTILAÇÃO
Figura 4.20 – Exemplo Ligação 1
147
A Figura 4.21 apresenta a ligação do ramal de ventilação que ocorre dentro do shaft,
quando da impossibilidade de ventilação do ramal de descarga da bacia sanitária.
Figura 4.21 – Exemplo Ligação 2
A Figura 22 apresenta exemplo quando da dispensa de ventilação de ramal de
descarga de bacia sanitária.
Figura 4.22 – Exemplo Ligação 3
148
4.6.3 DESVIO DO TUBO DE QUEDA
Figura 4.23 – Desvio Tubo de queda (NBR8160/99)
149
4.6.4 ZONAS DE SOBREPRESSÃO
Figura 4.24 – Zonas de sobrepressão (NBR8160/99)
150
5. SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUAS PLUVIAIS
5.1 - PRINCÍPIOS GERAIS PARA ÁGUAS PLUVIAIS
O esgotamento das águas pluviais deverá ser projetado e executado de
maneira tal que permita a rápida coleta e escoamento das águas para córregos, rios,
lagos ou oceanos, a fim de evitar inundações em edificações e logradouros públicos.
A Norma que rege as instalações prediais de águas pluviais é a NB 611/81 da
ABNT que estabelece as seguintes prescrições básicas:
- uso exclusivo para recolhimento e condução de água pluvial, não sendo permitidas
quaisquer interligações com outras instalações prediais;
- permitir a limpeza e desobstrução de qualquer ponto no interior da tubulação;
- inclinação mínima de 0,5% nas superfícies horizontais das lajes, a fim de garantir o
escoamento das águas pluviais até os pontos previstos de drenagem;
- as calhas e condutores horizontais deverão ter declividade uniforme, com valor
mínimo de 0,5%;
- os condutores verticais devem ser projetados, sempre que possível, em uma só
prumada. Os desvios são permitidos, quando necessários, se providos de peças de
inspeção;
- nos condutores horizontais aparentes devem ser previstas inspeções a cada trecho
de 20,00 m, em percurso retilíneo e quando houver:
. conexão com outra tubulação;
. mudança de declividade;
. mudança de direção;
- nos condutores horizontais enterrados devem ser previstas caixa de areia a cada
trecho de 20,00m, nos percursos retilíneos e quando houver:
. conexão com outra tubulação;
. mudança de declividade;
. mudança de direção;
- a ligação entre os condutores verticais e horizontais é sempre feita por curva de raio
longo com inspeção ou caixa de areia, segundo o condutor horizontal esteja
aparente ou enterrado.
5.2 - DIMENSIONAMENTO PARA ÁGUAS PLUVIAIS
151
5.2.1 - FATORES METEOROLÓGICOS
Os fatores meteorológicos que interferem no cálculo da vazão de projeto são a
intensidade pluviométrica (“I”) e o período de retorno (“T”), cujos valores,
recomendados pela Norma, foram obtidos do trabalho “Chuvas Intensas no Brasil” de
Otto Pfafstetter, do Ministério de Viação e Obras Públicas, DNOS, 1957, que estão
reproduzidos na tabela 5.1.
O período de retorno deve ser fixado segundo as características da área a ser
drenada, obedecendo os valores:
T = 1 ano, para áreas pavimentadas, onde empoçamentos possam ser tolerados;
T = 5 anos, para coberturas e/ou terraços;
T = 25 anos, para coberturas e áreas onde empoçamentos ou extravasamento não
possa ser tolerado.
Tabela 5.1 - CHUVAS INTENSAS NO BRASIL (DURAÇÃO: 5 MIN)
INTENSIDADE PLUVIOMÉTRICA (mm/h)
LOCAL PERÍODO DE RETORNO (anos)
1 5 25
1 - Alegrete/RS 174 238 313 (17)
2 - Alto Itatiaia/RJ 124 164 240
3 - Alto Tabajós/PA 168 229 267 (21)
4 - Alto Terezópolis/RJ 114 137 (3) -
5 - Aracaju/SE 116 122 126
6 - Avaré/SP 115 144 170
7 - Bagé/RS 126 204 234 (10)
8 - Barbacena/MG 156 222 265 (12)
9 - Barra do Corda/MA 120 128 152 (20)
10 - Bauru/SP 110 120 148 (9)
11 - Belém/PA 138 157 185 (20)
12 - Belo Horizonte/MG 132 227 230 (12)
13 - Blumenau/SC 120 125 152 (15)
14 - Bonsucesso/MG 143 196 -
15 - Cabo Frio/RJ 113 146 218
16 - Campos/RJ 132 206 240
152
INTENSIDADE PLUVIOMÉTRICA (mm/h)
LOCAL PERÍODO DE RETORNO (anos)
1 5 25
17 - Campos do Jordão/SP 122 144 164 (9)
18 - Catalão/GO 132 174 198 (22)
19 - Caxambu/MG 106 137 (3) -
20 - Caxias do Sul/RS 120 127 218
21 - Corumbá/MT 120 131 161 (9)
22 - Cruz Alta/RS 204 246 347 (14)
23 - Cuiabá/MT 144 190 230 (12)
24 - Curitiba/PR 132 204 228
25 - Encruzilhada/RS 106 126 158 (17)
26 - Fernando de Noronha/FN 110 120 140 (6)
27 - Florianópolis/SC 114 120 144
28 - Formosa/GO 136 176 217 (20)
29 - Fortaleza/CE 120 156 180 (21)
30 - Goiana/GO 120 178 192 (17)
31 - Guaramiranga/CE 114 126 152 (19)
32 - Iraí/RS 120 198 228 (16)
33 - Jacarezinho/PR 115 122 146 (11)
34 - Juaretê/AM 192 240 288 (10)
35 - João Pessoa/PB 115 140 163 (23)
36 - Km 47 - Rodovia Presidente Dutra/RJ 122 164 174 (14)
37 - Lins/SP 96 122 137 (13)
38 - Maceió/AL 102 122 174
39 - Manaus/AM 138 180 198
40 - Natal/RN 113 120 143 (19)
41 - Nazaré/PE 118 134 155 (19)
42 - Niteroi/RJ 130 183 250
43 - Nova Friburgo/RJ 120 124 156
44 - Olinda/PE 115 167 173 (20)
45 - Ouro Preto/MG 120 211 -
46 - Paracatu/MG 122 233 -
47 - Paranaguá/PR 127 186 191 (23)
48 - Paratins/AM 130 200 205 (13)
153
INTENSIDADE PLUVIOMÉTRICA (mm/h)
LOCAL PERÍODO DE RETORNO (anos)
1 5 25
49 - Passa Quatro/MG 118 180 192 (10)
50 - Passo Fundo/RS 110 125 180
51 - Petrópolis/RJ 120 126 156
52 - Pinheiral/RJ 142 214 244
53 - Piracicaba/SP 119 122 151 (10)
54 - Ponta Grossa/PR 120 126 148
55 - Porto Alegre/RS 118 146 167 (21)
56 - Porto Velho/RO 130 167 184 (10)
57 - Quixeramobim/CE 115 121 126
58 - Resende/RJ 130 203 264
59 - Rio Branco/AC 126 139 (2) -
60 - Rio de Janeiro/RJ (Bangu) 122 156 174 (20)
61 - Rio de Janeiro/RJ (Ipanema) 119 125 160 (15)
62 - Rio de Janeiro/RJ (Jacarepaguá) 120 142 152 (6)
63 - Rio de Janeiro/RJ (Jardim Botânico) 122 167 227
64 - Rio de Janeiro/RJ (Praça XV) 120 174 204 (14)
65 - Rio de Janeiro/RJ (Praça Saenz
Peña)
125 139 167 (18)
66 - Rio de Janeiro/RJ (Santa Cruz) 121 132 172 (20)
67 - Rio Grande/RS 121 204 222 (20)
68 - Salvador/BA 108 122 145 (24)
69 - Santa Maria/RS 114 122 145 (16)
70 - Santa Maria Madalena/RJ 120 126 152 (7)
71 - Santa Vitória do Palmar/RS 120 126 152 (18)
72 - Santos/Itapema/SP 120 174 204 (21)
73 - Santos/SP 136 198 240
74 - São Carlos/SP 120 178 161 (10)
75 - São Francisco do Sul/SC 118 132 167 (18)
76 - São Gonçalo/PB 120 124 152 (15)
77 - São Luiz/MA 120 126 152 (21)
78 - São Luiz Gonzaga/RS 158 209 253 (21)
79 - São Paulo/SP (Congonhas) 122 132 -
154
INTENSIDADE PLUVIOMÉTRICA (mm/h)
LOCAL PERÍODO DE RETORNO (anos)
1 5 25
80 - São Paulo/SP (Mirante Santana) 122 172 191 (7)
81 - São Simão 116 148 175
82 - Sena Madureira/AC 120 160 170 (7)
83 - Sete Lagoas/MG 122 182 281 (19)
84 - Soure/PA 149 162 212 (18)
85 - Taperinha/PA 149 202 241
86 - Taubaté/SP 122 172 208 (6)
87 - Teófilo Otoni/MG 108 121 154 (6)
88 - Teresina/PI 154 240 262 (23)
89 - Terezópolis/RJ 115 149 176
90 - Tupi/SP 122 154 -
91 - Turiassu/MG 126 162 230
92 - Uaupés/AM 144 204 230 (17)
93 - Ubatuba/SP 122 149 184 (7)
94 - Uruguaiana/RS 120 142 161 (17)
95 - Vassouras/RS 125 179 222
96 - Viamão/RS 114 126 152 (15)
97 - VItória/RS 102 156 210
98 - Volta Redonda/RJ 156 216 265 (13)
Nota:
a) Para locais não mencionados nesta Tabela, deve-se procurar correlação com dados
dos postos mais próximos que tenham condições meteorológicas semalhantes às
do local em questão.
b) Os valores entre parênteses indicam os períodos de retorno, a que se referem as
intensidades pluviométricas, em vez de 5 ou 25 anos, em virtude dos períodos de
observação dos postos não terem sido suficientes.
155
5.2.2 - ÁREA DE CONTRIBUIÇÃO
No cálculo da área de contribuição, além da área plana horizontal, deve-se
considerar os incrementos devidos à inclinação da cobertura e às paredes que
interceptem água de chuva que também deve ser drenada pela cobertura, tal como
ilustrado na figura 5.1.
5.2.3 - VAZÃO DE PROJETO
A vazão de projeto é calculada pela fórmula
QIxA
60
Sendo,
Q = Vazão de projeto, em l/min
I = intensidade pluviométrica, em mm/h
A = área de contribuição, em m2
156
Figura 5.1 - INDICAÇÕES PARA CÁLCULOS DA ÁREA DE CONTRIBUIÇÃO
5.2.4 - CALHAS
Quando a saída da calha estiver a menos de 4,00 m de uma mudança de
direção, a vazão de projeto deve ser multiplicada pelos coeficientes da tabela 5.2. Os
coeficientes de rugosidade dos materiais normalmente utilizados na confecção estão
reproduzidos na tabela 5.3.
Tabela 5.2 - COEFICIENTES MULTIPLICATIVOS DA VAZÃO DE PROJETO
TIPO DE CURVA CURVA A MENOS DE 2 m DA
SAÍDA DA CALHA
CURVA ENTRE 2 E 4 m DA
SAÍDA DA CALHA
canto reto
1,2
1,1
canto arredondado
1,1
1,05
157
Para o dimensionamento das calhas a NB 611/81 recomenda o emprego da
fórmula de Manning-Strickler, ou qualquer outra equivalente da hidráulica.
Q KxS
nxR xih
2
3
1
2
Sendo,
Q = vazão de projeto, em l/min
S = área de seção molhada, em m2
n = coeficiente de rugosidade, conforme a tabela 5.3
RH = S/P raio hidráulico, em m
P = perímetro molhado, em m
i = declividade da calha, em m/m
K = 60.000
A tabela 5.4 permite o dimensionamento de calhas semicirculares cujos
diâmetros foram calculados utilizando a fórmula de Manning-Strickler, com a lâmina
d’água a meia seção do tubo.
Tabela 5.3 - COEFICIENTE DE RUGOSIDADE
MATERIAL n
plástico, fibrocimento, aço, metais não ferrosos
ferro fundido, concreto alisado, alvenaria revestida
cerâmica, concreto não alisado
alvenaria de tijolos não revestida
0,011
0,012
0,013
0,015
Tabela 5.4 - CAPACIDADE DE CALHAS SEMICIRCULARES COM COEFICIENTE DE
RUGOSIDADE
n = 0,011 (Vazões em l/min)
DIÂMETRO INTERNO DECLIVIDADE
(mm) 0,5% 1% 2%
100 130 183 256
125 236 333 466
150 384 541 757
200 829 1167 1634
158
As calhas de concreto fundidas “in loco” em geral apresentam seção
retangular, devido à facilidade de execução. Para o seu dimensionamento utiliza-se as
equações da hidráulica.
Q = S V equação da continuidade
V R x i n 23 / equação de Manning
Sendo,
Q = vazão de projeto, em m3/s
S = área da seção molhada, em m2
V = velocidade de escoamento, em m/s
R = raio hidráulico, em m
i = declividade, em mm/m
n = coeficiente de rugosidade.
A figura 5.2 ilustra uma calha de seção retangular. O cálculo do raio hidráulico
é obtido dividindo-se a área molhada pelo perímetro molhado.
Raxb
b a
( )
( )2
A seção retangular mais favorável ao escoamento ocorre quando a base é o
dobro da altura d’água no canal, isto é, para valores de b = 2a.
159
Figura 5.2 - CALHA DE SEÇÃO RETANGULAR
5.2.5 - CONDUTORES VERTICAIS
O dimensionamento dos condutores verticais pode ser feito com o emprego da
tabela 5.5 que fornece o diâmetro do condutor e o valor máximo da área de telhado
drenada pelo tubo.
Tabela 5.5 - ÁREA MÁXIMA DE COBERTURA PARA CONDUTORES VERTICAIS DE SEÇÃO
CIRCULAR
DIÂMETRO NOMINAL
DN (mm)
ÁREA MÁXIMA DE COBERTURA
(m2)
50
75
100
150
13,6
42,0
91,0
275,0
160
O dimensionamento dos condutores verticais para grandes áreas é feito a partir
dos seguintes dados:
Q = vazão de projeto, em l/min.
H = altura da lâmina d’água na calha, em mm.
L = comprimento do condutor vertical, em m.
O diâmetro do condutor vertical é obtido através dos ábacos da figura 5.3
confeccionado com dois desvios na base e coeficiente de atrito f = 0,04. O
procedimento para a utilização dos ábacos é o seguinte:
1. Levanta-se uma perpendicular por Q até interceptar as curvas H e L
correspondentes; caso não haja curvas nos valores de H e L, deve-se interpolar entre
as curvas existentes;
2. Transportar a interseção mais alta até o eixo D;
3. Adotar o diâmetro nominal (DN) cujo diâmetro interno seja superior ou igual ao valor
encontrado.
Exemplo 5.1
Determinar o diâmetro do condutor vertical para as seguintes condições:
. calha com saída em aresta viva
. Vazão: Q = 1300 l/min
. comprimento: L = 2,00 m
. altura da lâmina d’água na calha: H = 80 mm
Com estes dados, no ábaco da figura 5.3a conclui-se que o condutor vertical
deve ter DN 100.
161
a) Calha com saída em aresta viva
b) Calha com funil de saída
Figura 5.3 - ÁBACOS PARA A DETERMINAÇÃO DE DIÂMETROS
DE CONDUTORES VERTICAIS
162
Exemplo 5.2
Qual o valor de DN para o condutor vertical de águas pluviais que atende as
condições:
. calha com funil de saída
. Q = 1010 l/min
. L = 6,00 m
. H = 70 mm
No ábaco da figura 5.3b conclui-se que DN 75 atende às condições descritas.
5.2.6 - CONDUTORES HORIZONTAIS
Para o dimensionamento dos condutores horizontais de seção circular
emprega-se a fórmula de Manning-Strickler, com altura de lâmina d’água igual a 2/3 do
diâmetro interno do tubo. A tabela 5.6 fornece o diâmetro interno dos condutores
horizontais calculados com o emprego da fórmula recomendada.
Tabela 5.6 - CAPACIDADE DE CONDUTORES HORIZONTAIS DE SEÇÃO CIRCULAR
(vazões em l/min)
DIÂMETR
O
n = 0,011 n = 0,012 n = 0,013
INTERNO
(D) (mm)
0,5% 1% 2% 4% 0,5% 1% 2% 4% 0,5% 1% 2% 4%
50 32 45 64 90 29 41 59 83 27 38 54 76
63 59 84 118 168 55 77 108 154 50 71 100 142
75 95 133 188 267 87 122 172 245 80 113 159 226
100 204 287 405 575 187 264 372 527 173 243 343 486
125 370 521 735 1040 339 478 674 956 313 441 622 882
150 602 847 1190 1690 552 777 1100 1550 509 717 1010 1430
200 1300 1820 2570 3650 1190 1670 2360 3350 1100 1540 2180 3040
250 2350 3310 4660 6620 2150 3030 4280 6070 1990 2800 3950 5600
300 3820 5380 7590 10800 3500 4930 6960 9870 3230 4550 6420 9110
163
Exemplo 5.3
Projetar e dimensionar o esgotamento pluvial para o telhado indicado na figura
abaixo, sendo dados:
. casa de dois pavimentos
. intensidade pluviométrica: I = 160 mm/h
. material empregado: PVC
OBS.: DIMENSÕES EM m.
O telhado é simétrico, basta calcular para uma água.
1) Área de contribuição
Da figura 5.1 (b) tem-se a indicação para o cálculo da área de contribuição.
A = (a + h/2) b
A = (5 + 2/2) 15
A = 90,00 m2
2) Vazão de projeto
Q = (I x A)/60
Q = (160 x 90)/60
164
Q = 240 l/min
3) Calhas
Da tabela 5.3 tem-se que o coeficiente de rugosidade para o PVC é igual a 0,011. O
diâmetro da calha será determinado pela tabela 5.4, em função da vazão de
projeto.
Q = 240 l/min
Na tabela 2.4, diâmetro 100 mm e declividade 2% ou diâmetro 125 mm e
declividade 1%.
4) Condutores verticais
Podem ser analisadas duas situações:
a) um condutor
A = 90,00 m2 na tabela 5.5, DN 100 (na prática será adotado DN 75)
b) dois condutores
A = 90/2 = 45,00 m2 na tabela 5.5, DN 75.
a) 1 condutor para cada água b) 2 condutores para cada água
165
Outro processo para o dimensionamento dos condutores verticais, muito
utilizado na prática, é fixar o diâmetro e calcular o número de condutores necessários
em função da água a ser esgotada.
5) Condutores horizontais e caixas
Os condutores verticais deságuam nas caixas de inspeção e a interligação destas
caixas é feita através dos condutores ou redes horizontais que devem ser
dimensionadas para drenar também o piso das áreas externas da edificação.
Para o caso ilustrado em b, temos
OBS.: DIMENSÕES EM m.
A área de contribuição para cada caixa é de, aproximadamente, 94,00 m2 e a
vazão correspondente é:
Q = (160 x 94)/60 = 250 l/min
O dimensionamento é feito por trechos utilizando a tabela 5.6.
166
Trecho CI 1 a CI 3 é igual ao trecho CI 2 a CI 4 com a vazão de 250 l/min, na tabela
5.6 encontra-se o diâmetro 100 mm e declividade mínima de 1%.
Trecho CI 4 a CI 3
A área de contribuição é 188,00 m2 e a vazão correspondente é de 500 l/min,
encontrando-se na tabela 5.6 o diâmetro 125 mm com declividade de 1%.
Trecho CI3 à rede pluvial
Este trecho esgota toda a área de 375,00 m2, cuja vazão é 1000 l/min e o que leva a
um diâmetro de 150 mm e declividade de 2%.
Terminado o dimensionamento, anota-se no desenho os valores encontrados.
167
5.2.7 - CAIXA DE AREIA E CAIXA DE INSPEÇÃO
É uma caixa detentora de areia e/ou de inspeção que permite a junção de
coletores, mudança de seção ou mudança de declividade e de direção.
As caixas de areia e/ou de inspeção, deverão ser executadas em anéis de
concreto, alvenaria de tijolo maciço ou blocos de concreto, com paredes mínimas de
0,10m quando feitas no local. A caixa de areia é empregada quando ocorre a
possibilidade do arrastamento de lama e de areia para a tubulação, em caso contrário,
é suficiente o emprego da caixa de inspeção. A figura 5.4 ilustra uma caixa de areia e
uma caixa de inspeção, ambas dotadas de grelha.
Pode-se adotar também a caixa coletora de águas pluviais ilustrada na figura
5.5, com enchimento de brita e cascalho, no mesmo nível do piso ou acima deste com
altura variável a critério do projetista. Nestes casos os condutores verticais podem ser
substituídos por correntes que são usadas para direcionar o fluxo da água.
As caixas de areia ou de inspeção deverão ter:
- seção circular de 0,60m de diâmetro ou quadrada de 0,60m de lado, no mínimo;
- profundidade máxima de 1,00m;
- distância máxima entre as caixas de 20,00m.
Figura 5.4.a - CAIXA DE AREIA
168
Figura 5.4.b - CAIXA DE INSPEÇÃO
OBS.: DIMENSÕES EM mm.
Figura 5.5 - CAIXA COLETORA DE ÁGUA PLUVIAL
