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apostila willian machado
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FACULDADES INTEGRADAS DO NORTE DE MINASCURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
Hidráulica Aplicada a Sistemas Prediais
Prof. William Machado da Silva
6º PERÍODO
Montes Claros / 2012
1
SUMÁRIO
UNIDADE 01
1. INTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA. 01
1.1. EXIGÊNCIAS DE PROJETO. 01
1.2. INTERAÇÃO COM A CONCESSIONÁRIA. 01
1.3. INFORMAÇÕES PRELIMINARES. 02
1.4. SISTEMA DE ABASTECIMENTO. 02
1.5. TERMINOLOGIA, MATERIAIS E DIÂMETROS. 03
1.6. CONSUMO DIÁRIO. 04
1.7.
1.8.
1.9.
1.10.
1.11.
RAMAL E ALIMENTADOR PREDIAL.
RESERVATÓRIOS.
SISTEMA ELEVATÓRIO.
RAMAIS E SUB-RAMAIS.
BARRILETES E COLUNAS.
11
14
15
17
19
UNIDADE 02
2. INTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE. 24
3. INTALAÇÕES PREDIAIS DE ESGOTO SANITÁRIO. 25
3.1. SISTEMAS DE ESGOTAMENTOS. 25
3.2. REDE PRIMÁRIA E SECUNDÁRIA. 26
3.3. APARELHOS SANITÁRIOS. 27
3.4. RAMAIS DE ESGOTO E DESCARGA. 31
3.5. TUBOS DE QUEDA. 32
3.6.
3.7.
COLUNAS DE UTILIZAÇÃO, RAMAIS DE VENTILAÇÃO.
VENTILDORES PRIMÁRIOS E COLUNAS DE VENTILAÇÃO.
33
35
3.8. SUB-COLETORES E COLETORES PREDIAIS. 37
4.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
5.
INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ESGOTO PLUVIAL.
PARTES PRINCIPAIS DA INSTALAÇÃO.
CÁLCULO DA VAZÃO DE PROJETO.
ÁREA DE CONTRIBUIÇÃO.
INTENSIDADE.
CALHAS.
INSTALAÇÕES PREDIAIS DE COMBATE À INCÊNDIO.
39
39
40
40
41
43
NT
UNIDADE 01
1 – INTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA
1.1. EXIGÊNCIAS PARA PROJETOS:
Devem ser projetadas de modo que, durante a vida útil do edifício que as contém,
atendam aos seguintes requisitos:
a) Preservar a potabilidade da água;
b) Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade adequada e com pressões e velocidades compatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos sanitários, peças de utilização e demais componentes;
c) Promover economia de água e de energia;
d) Possibilitar manutenção fácil e econômica;
e) Evitar níveis de ruído inadequados à ocupação do ambiente;
f) Proporcionar conforto aos usuários, prevendo peças de utilização adequadamente localizadas, de fácil operação, com vazões satisfatórias e atendendo as demais exigências do usuário.
1.2. INTERAÇÃO COM A CONCESSIONÁRIA:
a) O projetista deve realizar uma consulta prévia à concessionária, visando obter informações sobre as características da oferta de água no local da instalação objeto do projeto, inquirindo em particular sobre eventuais limitações nas vazões disponíveis, regime de variação de pressões, características da água, constância de abastecimento e outras questões que julgar relevante;
b) Quando for prevista utilização de água proveniente de poços, o órgão público responsável pelo gerenciamento dos recursos hídricos deve ser consultado previamente (o referido órgão nem sempre é a concessionária);
c) Quando houver utilização simultânea de água fornecida pela concessionária e água de outra fonte de abastecimento, o projeto deve prever meios para impedir o refluxo da água proveniente da fonte particular para a rede pública, devendo a concessionária ser notificada previamente;
1
d) Quando exigido, o projeto completo da instalação predial de água fria deve ser fornecido para exame da concessionária ou do órgão público competente.
1.3. INFORMAÇÕES PRELIMINARES:
a) Características do consumo predial (volumes, vazões máximas e médias, características da água, etc.);
b) Características da oferta de água (disponibilidade de vazão, faixa de variação das pressões, constância do abastecimento);
c) Necessidade de reservação, inclusive para combate a incêndio;
d) No caso de captação local de água, as características da água, a posição do nível do lençol subterrâneo e a previsão quanto ao risco de contaminação.
1.4. SISTEMA DE ABASTECIMENTO
a) Distribuição Direta: todos os aparelhos e torneiras de um edifício são
alimentados diretamente pela rede pública de abastecimento;
b) Distribuição Indireta: todos os aparelhos e torneiras de um edifício
são supridos pelo Reservatório Superior (RS);
c) Misto: alguns aparelhos são alimentados diretamente pela rede
pública, enquanto outros são supridos pelo Reservatório Superior (RS);
d) Hidropneumático: os pontos de consumo são alimentados através de
um conjunto hidropneumático, cuja finalidade é assegurar a pressão
desejável no sistema. Nesse caso, é desnecessário o Reservatório
Superior (RS).
Geralmente são adotados os três primeiros tipos. A distribuição direta
somente é admitida em comunidades em que o abastecimento é contínuo, suficiente
e satisfatório quanto às pressões. A distribuição indireta é utilizada em edifícios de
grande altura. O Reservatório Superior (RS) faz a distribuição no prédio e é suprido
pelo Reservatório Inferior (RI), através de bombeamento. O tipo misto é o mais
freqüente, sendo adotada nas residências e outras economias.
2
1.5. TERMINOLOGIA, MATERIAIS E DIÂMETROS
São consideradas as seguintes partes principais:
a) Ramal Predial e Alimentação Predial;
b) Reservatório Inferior (RI);
c) Instalações de Bombeamento – Sucção e Recalque;
d) Reservatório Superior (RS) de Distribuição;
e) Colar (Barrilete)
f) Colunas de Distribuição
g) Ramais de Distribuição;
h) Sub-ramais – Ligações aos Aparelhos;
i) Aparelhos Sanitários.
Os materiais utilizados são PVC, Ferro Galvanizado e PEAD.
O diâmetro mínimo admitido para canalizações prediais é DN 15 mm. Em
algumas regiões adota-se a partir de DN 20 mm.
A velocidade da água nas tubulações não deve ultrapassar os seguintes
limites:
V ≤ 14 √D (D em m) e V ≤ 3 m/s
Quadro 1.1 - Velocidades e vazões máximas em encanamentos prediais
Diâmetros Seção Velocidade Vazão Máxima
DN m2 m/s l/s m3/dia
(1/2) 15 0,00013 1,60 0,20 17
(3/4) 20 0,00028 1,93 0,55 47
( 1 ) 25 0,00049 2,21 1,10 95
(1 ¼) 30 0,00080 2,50 2,00 173
(1 ½) 40 0,00112 2,73 3,00 260
( 2 ) 50 0,00196 3,00 5,90 508
(2 ½) 60 0,00283 3,00 8,50 734
( 3 ) 75 0,00442 3,00 13,26 1146
( 4 ) 100 0,00785 3,00 23,55 2035
( 5 ) 125 0,01226 3,00 36,78 3178
DN – Diâmetro nominal, número referencial para indicar diâmetros.
3
1.6. CONSUMO DIÁRIO
Podem ser considerados os consumos ou vazões relacionados a seguir:
a) Consumo Máximo Diário: volume máximo previsto para utilização no
edifício em 24 horas. Utilizada para dimensionamento do ramal predial,
hidrômetro, ramal de alimentação e reservatório nos sistemas de
distribuição indireta;
b) Vazão Máxima Possível: vazão instantânea decorrente do uso
simultâneo de todos os aparelhos. Ex.: Vestiários de empresas;
c) Vazão Máxima Provável: vazão instantânea que pode ser esperada
com o uso normal dos aparelhos. A norma NBR-5626 dá uma idéia da
vazão provável em função dos “pesos” atribuídos ás peças de
utilização, com a expressão:
Q = C √ΣP
Q = vazão em l/s;
C = coeficiente de descarga = 0,30 l/s;
ΣP = soma dos pesos de todas as peças de utilização alimentada
através do trecho considerado.
Na estimativa dos consumos devem ser respeitadas as vazões de projeto
estabelecidas pela norma (quadro 1.2).
A vazão máxima possível, ou a vazão total dos aparelhos é levada em
conta quando se consideram as ligações e os ramais de distribuição que suprem
aparelhos utilizados simultaneamente (um conjunto de lavatórios de uma fábrica e
uma bateria de chuveiros em um internato são exemplos característicos).
4
Quadro 1.2 - Vazões e pesos relativos nos pontos de utilização
Aparelho Sanitário Peças de Utilização Vazão de projeto (l/s)
Peso relativo
Bacia Sanitária Caixa de descarga
Válvula de descarga
0,15
1,70
0,3
32
Banheira Misturador (água fria) 0,30 1
Bebedouro Registro de pressão 0,10 0,1
Bidê – Ducha Higiênica 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
Lavatório Torneira ou misturador (água fria)
0,15 0,3
Mictório cerâmico com sifão integrado
Válvula de descarga 0,50 2,8
Mictório cerâmico sem sifão integrado
Caixa de descarga, registro de pressão ou válvula de descarga de mictório
0,15 0,3
Mictório tipo calha Caixa de descarga ou registro de pressão
0,15/m de calha
0,3
Pia Torneira ou misturador (água fria)
Torneira elétrica
0,25
0,10
0,7
0,1
Tanque Torneira 0,25 0,7
Torneira de jardim ou lavagem em geral
Torneira 0,20 0,4
Fonte: NBR 5626/ 1998 ABNT
Esses valores correspondem a consumos satisfatórios, com alguma folga.
No caso de consumo residencial diário, estima-se para cada quarto social
ocupado por duas pessoas e cada quarto de serviço por uma pessoa. Conhecida a
população do prédio, calcula-se o consumo pela per capita ou por unidade de
pessoas, lugares, etc.
Nos grandes edifícios, as canalizações principais (colar, colunas e ramais
de distribuição) não são dimensionadas para a vazão máxima possível (consumo
total), mas para a vazão máxima provável (consumo normal).
5
São três os métodos usualmente empregados para a estimativa das
vazões máximas prováveis:
a) Aplicação de dados práticos de consumo simultâneo (curvas de
consumo simultâneo, obtidas por observação);
b) Aplicação da teoria das probabilidades, atribuindo-se pesos diferentes
aos aparelhos (método Roy B. Hunter);
c) A aplicação de critérios regulamentares ou normativos (norma da
ABNT, por exemplo).
No primeiro caso as vazões são estimadas a partir das vazões de projeto
de aparelhos (quadro 1.2). Como, normalmente, os aparelhos sanitários de um
prédio não são utilizados todos ao mesmo tempo, aplicam-se para as somas das
vazões coeficientes de redução relativos aos usos prováveis e simultâneos
correspondentes.
Antes da publicação da Norma para Instalações Prediais de água Fria,
vinham sendo adotados em São Paulo os coeficientes apresentados graficamente
no livro Practical Plumbing, de Harold P. Hall (Figura 1).
Figura 1.
A estimativa de demanda decorrente do provável uso simultâneo dos
aparelhos também pode ser feita pelo método Roy B. Hunter. Esse método, baseado
6
no cálculo das probabilidades, consiste em atribuir um peso para cada tipo de
aparelho e relacionar a soma total dos pesos de todos os aparelhos às vazões
máximas prováveis. Os pesos são estabelecidos por comparação dos efeitos
produzidos pelos diferentes tipos de aparelhos (Quadro. 1.3 e 1.4).
Quadro 1.3 – Demandas dos aparelhos em pesos. Método de Hunter.
Aparelhos Uso coletivo Uso privado
Banheiras 4 2Bidês – Ducha Higiênica 2 1Chuveiros 4 2Lavatórios 2 1Mictórios 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 2Pias de despejo 5 3Tanques de lavar roupas - 3W. C. com caixas de descarga 5 3W. C. com válvula de descarga 10 6Conj. de banheiro com caixa de descarga para o W. C. - 6Conj. de banheiro com válvula de descarga para o W. C. - 8
Quadro 1.4 – Demandas dos aparelhos em pesos. Método de Hunter.
Peso
Vazão l/s Peso Vazão l/s
total Predominância de válvulas de descarga
Predominância de aparelhos
comuns
total Predominância de válvulas de descarga
Predominância de aparelhos
comuns
10 1,9 0,5 180 5,9 4,220 2,3 1,0 190 6,1 4,430 2,8 1,3 200 6,2 4,540 3,2 1,7 210 6,3 4,650 3,5 1,9 220 6,4 4,760 3,7 2,2 230 6,5 4,870 3,9 2,4 240 6,6 4,880 4,1 2,6 250 6,7 4,990 4,3 2,8 300 7,3 6,0
100 4,5 3,0 350 7,9 6,6110 4,7 3,2 400 8,5 7,2120 4,9 3,3 500 9,5 7,9130 5,1 3,5 600 10,7 9,7140 5,3 3,7 700 11,4 10,7150 5,4 3,8 800 12,4 12,0160 5,6 4,0 900 13,0 12,7170 5,8 4,1 1000 14,0 14,0
7
O dimensionamento de qualquer encanamento seja de alimentação,
distribuição ou de bombeamento, supõe o cálculo de grandeza denominada perda
de carga.
A determinação da perda de carga ao longo de uma tubulação retilínea e
uniforme pode ser realizada no hydros através de dois métodos empíricos ou pelo
emprego da fórmula universal.
Em relação aos métodos empíricos tem-se a opção de calcular utilizando
Fair-Whipple-Hsiao.
Fair-Whipple-Hsiao
O dimensionamento utilizado pela fórmula de Fair-Whipple-Hsiao, é
normalmente aplicado a tubulações com pequenos diâmetros, até 50 mm.
J = 0,002021 x Q 1.88/D 4.88
Fair-Whipple-Hsiao para aço galvanizado e ferro fundido.
kPa/m, (1kPa = 0,1 mca).
E para diâmetros acima de 50 mm, utiliza-se:
J = 0,00178 x Q 1.85 x D 4.87
.
kPa/m, (1kPa = 0,1 mca).
Alternativamente poderão ser usada com a Fórmula de Flamant (1892), cujo valores
estão discriminados na Tabela 3. A referida tabela é utilizada para tubulações com
diâmetro inferior a 38 mm.
Tabela 1 – Perda de carga em conexões – Comprimento equivalente para tubo
8
hidraulicamente rugoso
Diâmetro Tipo de conexão
Nominal
(DN)Cotovelo
90º
Cotovelo
45º
Curva
90º
Curva
45º
Tê, passagem direta
Tê, passagem lateral
15 0,5 0,2 0,3 0,2 0,1 0,7
20 0,7 0,3 0,5 0,3 0,1 1,0
25 0,9 0,4 0,7 0,4 0,2 1,4
32 1,2 0,5 0,8 0,5 0,2 1,7
40 1,4 0,6 1,0 0,6 0,2 2,1
50 1,9 0,9 1,4 0,8 0,3 2,7
60 2,4 1,1 1,7 1,0 0,4 3,4
75 2,8 1,3 2,0 1,2 0,5 4,1
100 3,8 1,7 2,7 0,7 5,5
125 4,7 2,2 - 0,8 6,9
150 5,6 2,6 4,0 1,0 8,2
Fonte: NBR 5626/1998
Tabela 2 – Perda de carga em conexões – Comprimento equivalente para tubo hidraulicamente liso
Diâmetro Tipo de conexão
Nominal
(DN)Cotovelo
90º
Cotovelo
45º
Curva
90º
Curva
45º
Tê, passagem direta
Tê, passagem lateral
15 1,1 0,4 0,4 0,2 0,7 2,3
20 1,2 0,5 0,5 0,3 0,8 2,4
25 1,5 0,7 ,6 0,4 0,9 3,1
32 2,0 1,0 0,7 0,5 1,5 4,6
40 3,2 1,0 1,2 0,6 2,2 7,3
50 3,4 1,3 1,3 ,7 2,3 7,6
60 3,7 1,7 1,4 0,8 2,4 7,8
75 3,9 1,8 1,5 0,9 2,5 8,0
100 4,3 1,9 1,6 1,0 2,6 8,3
125 4,9 2,4 1,9 1,1 3,3 10,0
150 5,4 2,6 2,1 1,2 3,8 11,1
Fonte: NBR 5626/1998
9
Quadro 1.5 – Rotina para o dimensionamento
Passo Atividade Coluna da planilha a preencher
1º Preparar a isométrica da rede a numerar sequencialmente cada nó ou ponto de utilização desde o reservatório ou desde a entrada do cavalete
2º Introduzir a identificação de cada trecho da rede na planilha
3º Determinar a soma dos pesos relativos de cada trecho usando o Quadro 1.2.
4º Calcular para cada trecho a vazão estimada em l/s, com base na fórmula Q = 0,3√Σp.
5º Partindo da origem de montante da rede, selecionar o diâmetro interno da tubulação de cada trecho, considerando que a velocidade da água não deve ser superior a 3 m/s. Registrar para cada um o valor da velocidade e o valor da perda de carga unitária (calculada pelas fórmulas indicadas).
6º Determinar a diferença de cota entre a entrada e a saída do trecho, considerando-a positiva quando a entrada tem cota superior à saída e negativa em caso contrário.
7º Determinar a pressão disponível na saída do trecho, somando ou subtraindo da pressão residual na sua entrada (saída do trecho anterior) o valor do produto da diferença de cota (coluna 7) pelo peso específico da água (10 kn/m³).
8º Medir o comprimento real do tubo que compõe o trecho considerado.
9º Determinar o comprimento equivalente do trecho somando ao comprimento real os comprimentos equivalentes das conexões.
10º Determinar a perda de carga do trecho.
11º Determinar a perda de carga provocada por registros e outras singularidades do trecho.
12º Obter a perda de carga total.
13º Determinar a pressão residual na saída do trecho.
14º Se a pressão residual for menor que a pressão requerida no ponto de utilização, ou se a pressão for negativa, repetir os passos do 5º ao 13º, selecionando um diâmetro interno maior para a tubulação do trecho.
No cálculo da velocidade no 5º passo usar a expressão v = 4.000 x Q/π x D²
Q em l/s e D em mm.
Fonte: NBR 5626/1998.
10
1.7 RAMAL E ALIMENTADOR PREDIAL
1.7.1 - PROJETO, DIMENSIONAMENTO E EXECUÇÃO.
A água é conduzida da canalização pública para o imóvel por um ramal
predial, cujo diâmetro deve ser estabelecido em função da pressão mínima
disponível no local e da quantidade de água a ser fornecida (consumo máximo diário
no caso de distribuição indireta) o diâmetro mínimo é DN 15, sendo DN 20 o
diâmetro comumente adotado para o caso de habitações e pequenos edifícios.
A ligação na canalização pública é executada com uma peça especial,
conhecida pela denominação de ferrule. Na calçada é instalado um registro de uso
privativo da empresa concessionária.
O hidrômetro deverá ser instalado em local de fácil acesso. Em geral, é
exigida uma correta disposição para os encanamentos, tendo em vista a instalação
do hidrômetro em posição horizontal, acima da superfície do terreno. Para essa
instalação, denominada cavalete, executa-se um abrigo com determinadas
dimensões (060 x 0,80 x 0,30 m) a uma distância do alinhamento do imóvel que não
ultrapasse 1,50 m.
Geralmente os ramais prediais, hidrômetros ou os dispositivos limitadores
de consumo são dimensionados pela Concessionária. Entretanto, pode-se fazer
facilmente o dimensionamento do ramal predial com base nos seguintes elementos
hidráulicos:
a) Pressão mínima disponível na canalização pública;
b) Cota do ponto de alimentação do reservatório inferior, referida à cota
da canalização pública (via pública);
c) Consumo máximo diário estimado para o prédio (vazão prevista em 24
horas);
d) Velocidade máxima admitida nos encanamentos;
e) Extensão dos encanamentos e singularidades existentes, inclusive
hidrômetros ou limitador de consumo;
f) Perdas de carga, inclusive a do hidrômetro que pode ser estimada
pela expressão:
11
hf = (36 x Q / Qmax)2
hf = em kPa
Q = consumo máximo diário em l/s
Qmax = vazão do hidrômetro em m3/h
A vazão do hidrômetro e a pressão no distribuidor geral (rede pública)
podem ser indicadas pelo serviço de água. A diferença de cotas constitui um dado
topográfico de fácil verificação.
Exemplo 01: Uma fábrica com 240 empregados consumirá 40 m3 / hora
de água nos processos industriais. A derivação da rede pública alimentará um
reservatório, cujo nível de água estará a 2 m acima da via pública. Dimensionar o
ramal predial e o ramal de ligação, sabendo-se que a pressão no distribuidor geral é
18 m, a distância da canalização pública ao reservatório, 30 m. O período de
funcionamento da fábrica, 24 horas.
a) Estimativa do consumo diário: 240 empregados a 70 l consomem 16,3
m3/d e os processos industriais (40 m3/h) consomem 960 m3/d,
resultando o consumo diário 976,8 m3/d.
b) Dimensionamento
Para a vazão estimada, verifica-se que será necessária uma canalização
com pelo menos 75 mm (3”) de diâmetro (Quadro. 1.1). Admitindo-se 75 mm (3”)
encontram-se para Q = 13,26 l/s e consumo de 976,8 m3/dia;
v = 3 m/s
J - (Fórmula de Hsiao) 1 kpa = 0,1 mca
J = 8,69 x 106 x Q 1.75 x D -4.75
J = 8,69 x 106 x 13,26 1.75 x 0,075 -4.75
J = 1,766 kPa/m x 0,1 mca J = 0,1766 m/m
c) Perda de carga total: se forem desprezadas as perdas localizadas,
hf = J x L = 0,1766 x 30 = 5,30 m
e a pressão disponível em relação ao nível do reservatório será:
18,00 – 2,00 – 5,30 = 10,70 m
Tabela 3 – Fórmula de Flamant (1892)
12
Tubos de pequenos diâmetros
Q (l/s)
19 mm (3/4”) 25 mm (1”) 32 mm (1 ¼”) 38 mm (1 ½”)
v (m/s) J (m/m) v (m/s) J (m/m) v (m/s) J (m/m) v (m/s) J (m/m)
0,02 0,071 0,0012 0,041 0,0003 0,025 0,0001 0,018 0,000050,04 0,141 0,0041 0,081 0,0011 0,050 0,0003 0,035 0,000150,06 0,212 0,0084 0,122 0,0023 0,075 0,0007 0,053 0,000310,08 0,282 0,0139 0,163 0,0038 0,099 0,0012 0,071 0,000520,10 0,353 0,0206 0,204 0,0056 0,124 0,0017 0,088 0,000770,12 0,423 0,0283 0,244 0,0077 0,149 0,0024 0,106 0,001050,14 0,494 0,0371 0,285 0,0101 0,174 0,0031 0,123 0,001380,16 0,564 0,0469 0,326 0,0127 0,199 0,0039 0,141 0,001740,18 0,635 0,0576 0,367 0,0156 0,224 0,0048 0,159 0,002140,20 0,705 0,0693 0,407 0,0188 0,249 0,0058 0,176 0,002570,22 0,776 0,0818 0,448 0,0222 0,274 0,0069 0,194 0,003040,24 0,846 0,0953 0,489 0,0259 0,298 0,0080 0,212 0,003540,26 0,917 0,1096 0,530 0,0298 0,323 0,0092 0,229 0,004070,28 0,988 0,1248 0,570 0,0339 0,348 0,0105 0,247 0,004640,30 1,058 0,1408 0,611 0,0382 0,373 0,0118 0,265 0,005230,32 1,129 0,1577 0,652 0,0428 0,398 0,0133 0,282 0,005860,34 1,199 0,1753 0,693 0,0476 0,423 0,0147 0,300 0,006520,36 1,270 0,1938 0,733 0,0526 0,448 0,0163 0,317 0,007200,38 1,340 0,2130 0,774 0,0578 0,472 0,0179 0,335 0,007920,40 1,411 0,2330 0,815 0,0633 0,497 0,0196 0,353 0,008660,42 1,481 0,2538 0,856 0,0689 0,522 0,0213 0,370 0,009430,44 1,552 0,2753 0,896 0,0748 0,547 0,0231 0,388 0,010230,46 1,622 0,2976 0,937 0,0808 0,572 0,0250 0,406 0,011060,48 1,693 0,3206 0,978 0,0871 0,597 0,0269 0,423 0,011910,50 1,763* 0,3443 1,019 0,0935 0,622 0,0289 0,441 0,012800,55 1,940 0,4068 1,120 0,1105 0,684 0,0342 0,485 0,015120,60 2,116 0,4737 1,222 0,1286 0,746 0,0398 0,526 0,017600,65 2,293 0,5449 1,324 0,1480 0,808 0,0458 0,573 0,020250,70 2,469 0,6204 1,426 0,1685 0,870 0,0522 0,617 0,023060,75 2,645 0,7000 1,528 0,1901 0,933 0,0588 0,661 0,026010,80 2,822 0,7837 1,630 0,2128 0,995 0,0659 0,705 0,029130,85 2,998 0,8714 1,732 0,2366 1,057 0,0733 0,749 0,032390,90 3,174 0,9631 1,833 0,2615 1,119 0,0810 0,794 0,035790,95 1,935 0,2875 1,181 0,0890 0,838 0,039341,00 2,037* 0,3145 1,243 0,974 0,882 0,043041,10 2,241 0,3716 1,368 0,1150 0,970 0,050851,20 2,445 0,4327 1,492 0,1339 1,058 0,059211,30 2,648 0,4978 1,616 0,1541 1,146 0,068121,40 2,852 0,5667 1,741 0,1754 0,1234 0,077551,50 3,956 0,6394 1,865 0,1979 0,323 0,087501,60 1,989 0,2216 1,411 0,097971,70 2,114 0,2464 1,499 0,108931,80 2,238 0,2723 1,587 0,120391,90 2,362 0,2994 1,675 0,132342,00 2,487* 0,3275 1,763 0,144772,10 2,611 0,3567 1,852 0,157672,20 2,735 0,3869 1,940 0,171042,30 2,860 0,4182 2,028 0,184882,40 2,984 0,4505 2,116 0,199172,50 3,108 0,4839 2,204 0,213922,60 2,293 0,229122,70 2,381 0,244762,80 2,469 0,260852,90 2,557 0,277373,00 2,645* 0,294323,10 2,733 0,311713,20 2,822 0,329513,30 2,910 0,347743,40 2,998 0,366393,50 3,086 0,38546
* Limite: Vmáx < 14√D (D = m)
1.8 - RESERVATÓRIOS
13
1.8.1 - DIMENSIONAMENTO
No Brasil, é generalizado o uso de reservatórios prediais. A capacidade
total dos reservatórios deve igualar-se ao consumo normal diário para os edifícios,
ou superá-lo. Na estimativa do consumo, deve ser consultada a concessionária
sobre a taxa per capita da região relativa ao uso do edifício. A capacidade mínima
recomendada é 500 l.
Sempre que a pressão disponível na rede pública não for suficiente para
que na hora de maior consumo, a água atinja em condições satisfatórias o
reservatório situado no pavimento mais elevado do prédio, será obrigatório um
reservatório inferior.
Desse reservatório, a água é recalcada por meio de bombas para o
reservatório superior, exceção feita para os sistemas hidropneumáticos, que
dispensam os reservatórios superiores, o que é usual no Brasil.
Por motivos econômicos, o reservatório superior geralmente é de menor
capacidade, sendo usuais as relações, para o reservatório inferior, de 3/5 a 4/5 do
consumo diário, e, para o reservatório superior, de 1/5 a 2/5 do consumo diário.
A relação de volume mais usual é a seguinte: 60% da capacidade total
para o reservatório inferior e 40% para o reservatório superior.
Sempre que a capacidade de um reservatório superar 5.000 litros,
deverão ser previstos dois compartimentos, cada qual com as seguintes
canalizações: entrada. Saída, descarga para esvaziamento e limpeza, extravasor e
aviso; as canalizações deverão ter conexões e registros necessários para permitir o
uso de cada um dos compartimentos isoladamente.
O diâmetro do extravasor de um reservatório (ladrão) deverá ser (1 ø
acima) superior ao da canalização alimentadora. O extravasor deverá descarregar
em ponto visível. Sempre que não houver conveniência ou possibilidade prática de
se satisfazer a essa recomendação, será exigida a instalação de uma canalização
adicional de menor suprimento de reservatórios, a vazão de projeto pode ser
calculada pela relação volume do reservatório: tempo de enchimento. O tempo de
enchimento deve ser menor que 1 hora nas residências unifamiliares (ou casos
similares), podendo ser de até 6 horas nos edifícios com grande reserva.
14
Figura 2.
1.9 - SISTEMA ELEVATÓRIO
1.9.1 - DIMENSIONAMENTO
Nos edifícios de ocupação coletiva deverão ser instalados pelo menos
dois grupos elevatórios para trabalho alternado.
A capacidade mínima horária das bombas deverá ser a vazão
correspondente ao tempo de enchimento. Com essa condição, um grupo elevatório
terá capacidade para recalcar o volume diário previsto em até 6 horas de trabalho.
A canalização de recalque poderá ser dimensionada pelo critério
econômico, aplicando-se a equação:
D = 1,3 X ¼ √Q onde,
X = horas de bombeamento/24horas
Para 6 horas de bombeamento a expressão se reduz a
D = 0,92√Q (tempo econômico)
Resultando uma velocidade econômica de 1,50 m/s.
A Tabela 4 facilita o pré-dimensionamento da canalização de recalque.
15
A canalização de sucção geralmente é executada com um diâmetro
imediatamente superior.
Tabela 4 - Vazões com velocidade econômica no recalque
Diâmetro DN Seção m2 Velocidade econômica m/s Vazão máxima l/s
20 0,00028 1,50 0,42
25 0,00049 1,50 0,74
30 0,00080 1,50 1,20
40 0,00112 1,50 1,68
50 0,00196 1,50 2,94
60 0,00283 1,50 4,25
75 0,00442 1,50 6,63
100 0,00785 1,50 11,78
Exemplo 02: Um edifício destinado a um hotel terá 100 dormitórios e um restaurante
com capacidade para servir 400 refeições diárias. O serviço de lavanderia será feito fora do hotel.
Verificar a capacidade dos reservatórios e das bombas e dimensionar o encanamento de
recalque.
Admitindo-se o consumo diário de 400 l por dormitório e 25 litros por refeição, calcula-se
primeiramente o consumo para todos os dormitórios:
100 x 400 = 40.000 l/dia
Em seguida, calcula-se o consumo para o restaurante:
400 x 25 = 10.000 l/dia.
Portanto o consumo total diário será de 50.000 l/dia.
Observações: o número de hóspedes poderia ser estimado na base de uma ocupação
média de 2 pessoas/dormitório, incluindo crianças. Considerando-se 200 l/pessoa e 200 hóspedes, o
consumo diário seria idêntico ao anteriormente admitido.
Sendo o volume total dos reservatórios de 50 m³, o volume do reservatório inferior (60%),
de 30 m³, e o volume do reservatório superior (40%) de 20 m³, calcula-se a capacidade das bombas
(6 horas de funcionamento).
20 m³/6h = 3,3 m³/h ou 0,92 l/s
Pela Tabela 4, verifica-se que será necessário o diâmetro DN 30 para a canalização de
recalque. A canalização de sucção poderá ser DN 40.
16
1.10 – RAMAIS E SUB-RAMAIS.
Os sub-ramais ou ligações são os trechos de canalizações que
abastecem diretamente os aparelhos sanitários.
Figura 3 - Isométrica.
Os ramais de distribuição partem das colunas e alimentam as ligações
dos aparelhos.
Os ramais que abastecem vários aparelhos que não são utilizados
simultaneamente são dimensionados para a vazão máxima possível.
Devem ser desenhadas as isométricas dos sub-ramais, ramais e colunas
em escala e devidamente cotadas, identificando cada trecho através de letras ou
números em cada nó, em sequência crescente de montante para jusante.
17
Exemplo 03: Dimensionar o trecho MN de um ramal de distribuição com 6 m de
comprimento, que alimenta 4 bacias sanitárias com caixas de descarga, 2 lavatórios, 2 bidês, 2
banheiras e 2 chuveiros. A pressão no ponto M de derivação da coluna é 8 m de água (figura 5).
Estimando-se a vazão em l/s pelo Quadro 1.2, obtêm-se:
4 bacias a 0,15 = 0,60
2 lavatórios a 0,15 = 0,30
2 bidês a 0,10 = 0,20
2 banheiras a 0,30 = 0,60
2 chuveiros a 0,20 = 0,40
= 2,10 l/s
Na figura 1, para 12 aparelhos comuns o fator de uso é 49%, sendo a vazão máxima
provável 0,49 x 2,1 = 1,03 l/s.
Pela limitação da velocidade (Quadro 1.1) verifica-se que o diâmetro DN 25 ainda seria
satisfatório.
Para D = 25 mm e Q = 1,03 l/s, encontra-se na fórmula de Tabela 1.3, J = 0,3145 m/m.
A perda de carga no trecho seria
hf = JL = 0,3145 x 6,00 = 1,89 m:
A pressão disponível em N,
PN = 8,00 – 1,89 = 6,11 mca
Estimando-se agora a vazão (em peso) pelo critério da Norma (ABNT) têm-se:
4 bacias a 0,30 = 1,2
2 lavatórios a 0,30 = 0,6
2 bidês a 0,10 = 0,2
2 banheiras a 1,0 = 2,0
2 chuveiros a 0,40 = 0,8
= 4,8 l/s
Q = 0,3√4,8 = 0,66 l/s
Pelo Quadro 1.1 determina-se DN 25. E para 25 mm e 0,66 l/s encontra-se
Tab. 3 J = 0,1685 m/m
hf = 0,1685 x 6,0 = 1,01 m
PN = 8,0 – 1,01 = 6,99 mca
Observações: No exemplo foi admitido que não existiam perdas locais no trecho
calculado. Essas perdas poderiam ser levadas em conta pelo método dos comprimentos virtuais.
18
1.11 - BARRILETES E COLUNAS.
1.11.1 – DIMENSIONAMENTO.
Nos grandes edifícios, os conjuntos sanitários geralmente ficam
sobrepostos, de modo que vários aparelhos situados em pavimentos diferentes
podem ser abastecidos por uma mesma coluna.
Dessa coluna saem os ramais para suprir os aparelhos, correspondendo
um ramal para cada grupo ou conjunto de aparelhos.
As colunas que alimentam válvulas de descarga não devem ser utilizadas
para abastecimento de chuveiros.
Um grande edifício pode apresentar diversas colunas estabelecidas
economicamente, de modo a se limitar a extensão do colar e dos ramais de
distribuição.
Conhecidos os aparelhos supridos pelos diversos ramais, podem-se
calcular as vazões das colunas de distribuição, partindo-se dos pavimentos
inferiores para os mais elevados.
Convêm somar separadamente as vazões dos aparelhos equipados com
válvulas de descarga.
No dimensionamento das colunas podem ser obedecidos os limites
estabelecidos no Quadro 1.1, exceção feita para o último trecho. O trecho mais alto
da coluna, correspondente ao último pavimento de um edifício, é o que apresenta
condições mais desfavoráveis, devido à proximidade do reservatório de distribuição
a necessidade de abastecer os aparelhos com pressão adequada.
Costuma-se, por isso, limitar a perda de carga a um valor relativamente
baixo 1%. A Tab. 5, baseada nesse valor, dá as vazões máximas permissíveis nos
trechos mais altos das colunas.
19
Figura 4.
20
Figura 5.
Tabela 5 - Vazões máximas (último pavimento)
Diâmetro DN J Max m/m Vazão máxima (l/s e m³/dia
20 0,08 0,24 21
25 0,08 0,50 43
30 0,08 0,90 78
40 0,08 1,4 121
50 0,08 3,1 268
60 0,08 5,5 475
75 0,08 9,0 777
100 0,08 18,0 1555
A pressão mínima no ponto de derivação do ramal de distribuição mais
elevado (ponto M do último pavimento) não deve ser inferior à necessária para
21
suprimento dos sub-ramais. A pressão disponível em M é verificada partindo-se do
reservatório e deduzindo-se as perdas de cargas existentes na canalização,
podendo-se para facilidade de cálculo, considerar o comprimento virtual dos
encanamentos.
Exemplo 04: Uma coluna de distribuição em um edifício de escritórios de 10 pavimentos
deverá abastecer as seguintes peças por andar: 4 bacias sanitárias com válvulas de descarga, 4
mictórios, 4 lavatórios e 4 chuveiros. Determinar os diâmetros mínimos necessários para a coluna.
Aplicando-se o método de Hunter, obtêm-se, por pavimento (Quadro 1.3):
4 válvulas de descarga x 10 = 40
4 mictórios x 5 = 20
4 lavatórios x 2 = 8
4 chuveiros x 4 = 16
= 84 pesos
Quadro 1.6
Pavimento Pesos Q. l/s Dmín
1º pavimento 84 4,2 50
No ramal do 2º pavimento 168 5,8 50
No ramal do 3º pavimento 252 6,7 60
No ramal do 4º pavimento 336 7,7 60
No ramal do 5º pavimento 420 8,7 75
No ramal do 6º pavimento 504 9,5 75
No ramal do 7º pavimento 588 10,6 75
No ramal do 8º pavimento 672 11,2 75
No ramal do 9º pavimento 756 11,9 75
No ramal do 10º pavimento 840 12,6 100*
* Veja Quadro 1.4.
Nesse exemplo há uma grande predominância de aparelhos com válvulas de descarga,
tendo sido somados conjuntamente os pesos de todos os aparelhos para a aplicação dos coeficientes
que levam em conta a influência de válvulas.
Aplicando-se agora o critério da norma (ABNT) Quadro 1.2, obtêm-se, por pavimento
4 válvulas de descarga x 32 = 128
4 mictórios x 0,3 = 1,2
4 lavatórios x 0,3 = 1,2
4 chuveiros x 0,4 = 1,6
= 132 pesos
22
Quadro 1.7
Pavimento Pesos Q. l/s Dmín
1º pavimento 132 4,2 50
No ramal do 2º pavimento 264 5,8 50
No ramal do 3º pavimento 396 6,7 60
No ramal do 4º pavimento 528 7,7 60
No ramal do 5º pavimento 660 8,7 75
No ramal do 6º pavimento 792 9,5 75
No ramal do 7º pavimento 924 10,6 75
No ramal do 8º pavimento 1056 11,2 75
No ramal do 9º pavimento 1188 11,9 75
No ramal do 10º pavimento 1320 12,6 100*
* Veja Quadro 1.4.
Nas canalizações próximas do reservatório e nos encanamentos
horizontais que suprem as colunas, e que constituem o que se denomina barrilete ou
colar, a velocidade é mantida dentro de limites baixos para que as perdas de carga
sejam pequenas. Aplica-ser, portanto, a Quadro. 1.4, que limita a perda de carga em
8%. A velocidade ficará compreendida entre cerca de 0,85 e 2,20 m/s.
Figura 6.
23
UNIDADE 02
2 – INTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE
Devem ser projetadas e executadas segundo a norma NBR 7198/93. As
condições de projeto dos sistemas de água quente obedecem, em linhas gerais, aos
critérios estabelecidos para as instalações de água fria (traçados, pressões e
velocidades).
Os consumos de água quente são inferiores aos de água fria e dependem
das características dos aparelhos sanitários, podendo ser estimados em primeira
aproximação multiplicando-se os volumes de água fria por coeficientes de redução;
para residências, apartamentos, hotéis, internatos e quartéis adotam-se 30%; para
restaurantes e hospitais, 50%; aplicáveis aos valores do Quadro 1.2.
Os consumos instantâneos máximos prováveis podem ser estimados,
aplicando-se os métodos de simultaneidade de uso, estabelecidos para o
dimensionamento do sistema de água fria.
As pressões mínimas disponíveis não devem ser inferiores a 0,50 mca e
as velocidades nas tubulações não devem ultrapassar 3 m/s.
As canalizações não devem ter diâmetro inferior a DN 20, devendo ser
respeitados os limites de velocidade estabelecidos no Quadro 1.1.
Nas instalações prediais de água quente, podem ser empregados tubos
de aço nu, ferro fundido, cobre, latão e aço inoxidável. Não é recomendável o
emprego de canos de PVC ou aço galvanizado para água quente, principalmente no
caso de encanamentos embutidos.
As perdas de carga nos encanamentos de cobre podem ser determinadas
pela Fórmula de Fair-Whipple-Hsiao, para tubos lisos.
Os aquecedores elétricos com tanques de acumulação podem ser pré-
dimensionados a partir dos valores meramente indicativos do Quadro 1.8.
24
Quadro 1.8 – Pré-dimensionamento de aquecedores com acumulação
Volume do tanque de aquecimento, l
Consumo de água quente à 70ºC* – l/d
Resistência elétrica kW
50 65 0,75
100 130 1,00
200 260 1,50
300 400 2,50
500 650 4,00
750 1000 5,50
1000 1400 7,00
2000 3000 14,00
* Água a ser misturada com água fria.
3 – INTALAÇÕES PREDIAIS DE ESGOTO SANITÁRIO
3.1. SISTEMAS DE ESGOTAMENTOS
A instalação predial de esgoto sanitário tem como objetivo a coleta e o
encaminhamento do despejo líquido das edificações ao sistema público de esgoto
sanitário, ou, na ausência deste, a um destino conveniente nos pontos de vista
sanitário, higiênico e ecológico.
Consideram-se como exigências mínimas as garantias de higiene,
segurança, economia e conforto do usuário da instalação. Para isso é necessário
que a instalação predial seja executada atendendo o seguinte:
Permitir o rápido escoamento do esgoto; Permitir desobstruções expeditas; Impedir a passagem de gases e de animais para o interior dos
edifícios; Não permitir vazamentos de esgoto, escape de gases e acúmulo
de sedimentos nas tubulações; Garantir de modo absoluto a qualidade de água de abastecimento
da edificação; Permitir fácil acesso para inspeção e manutenção, quer das
tubulações internas, quer dos coletores prediais externos.
25
3.2. REDE PRIMÁRIA E SECUNDÁRIA
A instalação predial se divide basicamente em:
Instalação primária de esgoto: conjunto de tubulações e
dispositivos nos quais há acesso de gases provenientes do coletor
público ou do destino do esgoto coletado;
Instalação secundária de esgoto: conjunto de tubulações,
dispositivos e aparelhos nos quais não há acesso desses gases.
Chama-se desconector ao dispositivo que, provido de fecho hídrico
(camada líquida) veda a passagem de gases para montante.
De montante para jusante, são as seguintes partes da instalação:
a) Aparelho sanitário: dispositivo que recebe dejetos ou água servida em
fins higiênicos;
b) Ralo (R): caixa dotada de grelha na parte superior e que recebe água
de lavagem de pisos ou de chuveiros;
c) Caixa sifonada (CS): ralo dotado de fecho hídrico que reúne ramais de
descarga, exceto de vaso sanitário;
d) Ramal de descarga (RD): tubulação que recebe efluentes de
aparelhos sanitários e ralos;
e) Ramal de esgoto (RE): tubulação que recebe efluentes de ramais de
descarga e de caixas sifonadas;
f) Tubos de queda (TQ): tubulação vertical que recebe efluentes de
ramais de descarga e ramais de esgoto;
g) Tubo ventilador (TV): tubulação ascendente ligada à instalação e com
extremidade superior aberta à atmosfera, permitindo a livre circulação
do ar nas tubulações, garantindo o escoamento livre nos condutos e
impedindo a ruptura dos fechos hídricos dos desconectores, por
pressão positiva ou negativa;
26
h) Coluna de ventilação (CV): tubo ventilador vertical que interliga a
ventilação de sucessivos andares da edificação;
i) Tubo ventilador primário (VP): prolongamento do tubo de queda acima
da ligação do mais alto ramal, para efeito de ventilação;
j) Ramal de ventilação (RV): tubo ventilador com extremidade superior
ligada a outro tubo ventilador (coluna de ventilação ou ventilador
primário);
k) Subcoletor (SC): tubulação que recebe os efluentes de um ou mais
tubos de queda;
l) Coletor predial: tubulação que recebe os efluentes da edificação,
compreendida entre a última ligação de subcoletor ou ramal de esgoto
e o coletor público ou, na ausência do sistema público, até o destino
do esgoto coletado;
m) Caixa de inspeção (C): caixa destinada a permitir inspeção, limpeza e
desobstrução de subcoletor predial e de coletor predial;
n) Ligação predial: trecho do coletor predial compreendido entre a divisa
do terreno e o coletor público.
*Esta seção foi redigida com base na Norma Brasileira NBR 8 160 / 1983 da ABNT, ora em revisão.
3.3. APARELHOS SANITÁRIOS
3.3.1 - SIFÃO, CAIXAS SIFONADAS.
Os diâmetros das tubulações, para efeito de dimensionamento, estão
associados ao número de UHC (Unidade Hunter de Contribuição) correspondentes
aos aparelhos sanitários ligados a tais tubulações.
A UHC, também chamada de unidade de descarga, é um fator
probabilístico numérico representando a freqüência habitual de utilização, a vazão
típica e a simultaneidade de funcionamento de aparelhos sanitários em hora de
maior contribuição do hidrograma diário. Numericamente, 1 (uma) UHC corresponde
à descarga de um lavatório residencial (0,15 l/s).
27
As UHC correspondentes aos aparelhos sanitários de uso generalizado e
os diâmetros mínimos dos respectivos ramais de descarga, são os do quadro
seguinte:
Quadro 1.9 – Unidade Hunter de Contribuição e diâmetro dos ramais
Aparelho Número de Unidades Hunter de
Contribuição
Diâmetro nominal do
ramal de descarga -DN
Banheira de residência 3 40
Bebedouro 0,5 30
Bidê 2 30
Chuveiro de residência 2 40
Chuveiro coletivo 4 40
Lavatório de residência 1 30
Lavatório geral 2 40
Mictório – válvula de descarga 6 75
Mictório – caixa de descarga 5 50
Mictório – descarga automática 2 40
Mictório de calha por metro 2 50
Pia de residência 3 40
Pia de cozinha industrial – preparação 3 40
Pia de cozinha industrial – lavagem de panelas 4 50
Tanque de lavar roupa 3 40
Máquina de lavar pratos 2 50
Máquina de lavar roupas 3 50
Vaso sanitário 6 100
Nota: O diâmetro nominal indicado neste Quadro e relacionado como número de Unidades Hunter de
Contribuição é considerado como mínimo. Fonte: NBR 8160/1983. ABNT.
Para aparelhos que não constam do quadro acima, são sugeridos
números de UHC associados aos diâmetros de descarga.
Quadro 1.10 – UHN para aparelhos não relacionados no Quadro 1.9
Diâmetro nominal do ramal de descarga - DN
Número de Unidades Hunter de Contribuição
30 ou menor 1
40 2
50 3
75 5
100 6
Fonte: NBR 8160/1983. ABNT.
28
3.3.2 – DIMENSÕES MÍNIMAS.
O menor diâmetro a ser utilizado em instalações prediais de esgoto
sanitário é DN 30(1 ¹/4”).
As tubulações horizontais devem ter declividade constante igual ou
superior aos limites seguintes:
até DN 75 (3”) Mínimo de 2%
até DN 100 (4”) a DN 200 (8”) Mínimo de 1%
acima de DN 200 (8”) Mínimo de 0,5%
Os fechos hídricos dos desconectores devem ter altura mínima de 50 mm.
Figura 7.
O diâmetro mínimo de coletores prediais é DN 100 (4”). O diâmetro
mínimo de tubos de queda, ramais de esgoto e ramais de descarga ligados a vasos
sanitários é DN 100 (4”).
29
O diâmetro mínimo de tubos de queda ligados a pias de cozinhas é DN 75
(3”), salvo em prédios de até 2 (dois) pavimentos, com tubos de queda que recebem
até 6 (seis) UHC, nos quais o limite é DN 50 (2”).
Em qualquer tubulação, o diâmetro de jusante não pode ser menor que
qualquer diâmetro de montante.
3.3.3 – DESCONECTORES.
Todos os aparelhos sanitários dever ser protegidos com desconectores,
destinados a evitar a penetração no ambiente interno do edifício dos gases
emanados da instalação primária de esgoto ou da própria canalização secundária.
Esses desconectores são as caixas sifonadas e os sifões; devem ter
fecho hídrico e altura mínima de 50 mm, orifício de saída com diâmetro não inferior
aos dos ramais de descarga afluentes e ventilação para a proteção da integridade
do fecho hídrico.
Aparelhos sanitários auto-sifonados dispensam ligação a outro
desconector.
No dimensionamento de caixas sifonadas devem ser atendidos os
seguintes limites (vide Fig. 1.9.):
até 6 UHC DN 100 (4”)
de 6 a 10 UHC DN 125 (5”)
de 10 a 15 UHC DN 150 (6”)
acima de 15 UHC, acrescentar outras caixas sifonadas, mantendo
o máximo de 15 UHC por caixa.
30
3.4. RAMAIS DE ESGOTO E DESCARGA
Os ramais de descarga de lavatórios, banheiros, bidês, ralos e tanques
devem ser individualmente ligados a caixa sifonada; no caso de baterias de
aparelhos nos sanitários coletivos, os ramais de descarga podem ser reunidos num
só ramal de esgoto, desde que este seja dotado de inspeção. No caso de ramais de
descarga de mictórios, não devem ser usadas caixas sifonadas com grelha, mas sim
caixas com tampa hermética ou sifões.
Vasos sanitários em bateria devem ser ligados ao mesmo ramal de
esgoto com junções a 45º com inspeção a montante (Fig. 1.10).
As ligações de ramais de descarga ou de esgoto a subcoletores ou coleto
predial, devem ser feitas por meio de caixa de inspeção quando enterradas, ou
junção a 45º com peça de inspeção quando não enterradas.
Os diâmetros mínimos dos ramais de descarga constam no Quad. 1.9.
Os ramais de esgoto devem ser dimensionados de acordo com o quadro
seguinte:
Quadro 1.11 – Dimensionamento de ramais de esgoto
Diâmetro do tubo DN Número máximo de Unidades Hunter de Contribuição
30 1
40 3
50 6
75 20
100 160
150 620
Fonte: NBR 8160/1983. ABNT.
31
3.5. TUBOS DE QUEDA
Os tubos de queda devem ter diâmetro único em toda sua extensão, e
devem ser prolongados com esse mesmo diâmetro até acima da cobertura do
edifício como ventilador primário (vide FIG. 8). despreende-se que não devem ser
dimensionados por trechos, mas sim para o total de UHC que lhes correspondem.
Preferencialmente, devem ser instalados em alinhamento vertical sem
deflexões. Quando não for possível, admite-se mudanças de direção de até 90º, com
curvas de raio longo, instalando-se peças de inspeção para limpeza. Nesse caso
(90º) o trecho horizontal deve ser dimensionado como um subcoletor (Quadro. 1.14).
Os trechos verticais são dimensionados como tubos de queda independentes, com
suas respectivas contribuições em UHC.
As interligações dos ramais de descarga e dos ramais de esgoto devem
ser feitos com junções a 45º simples ou duplas.
Pias, tanques e máquinas de lavar, onde se usam detergentes, podem ser
ligados a tubos de queda exclusivos, evitando-se ligações nas zonas de pressão de
espuma (40 diâmetro antes e 10 diâmetros após as mudanças de direção).
Os tubos de queda dever ser dimensionados de acordo com o quadro
seguinte:
Quadro 1.12 – Dimensionamento de tubos de queda
Diâmetro
do tubo
DN
Número máximo de Unidades Hunter de Contribuição
Prédio de até três
pavimentos
Prédio com mais de três pavimentos
Em um pavimento Em todo o tubo
30 2 1 240 4 2 850 10 6 2475 30 16 70
100 240 90 500150 960 350 1900200 2200 600 3600250 3800 1000 5600300 6000 1500 8400
Nota: deve ser usado diâmetro nominal mínimo DN 100 para as tubulações que recebam despejos de vasos sanitários. Fonte: NBR 8160/1983. ABNT.
32
3.6. COLUNAS DE UTILIZAÇÃO E RAMAIS DE VENTILAÇÃO
Todo desconector (vaso sanitário, caixa sifonada ou sifão) deve ser
ventilado, respeitando as distâncias expressas no quadro a seguir:
Quadro 1.13 – Distância ao tubo ventilador
Diâmetro ramal de descarga (DN)
Distância máxima (m)
30 0,70
40 1,00
50 1,20
75 1,80
100 2,40
Fonte: NBR 8160/1983. ABNT.
Excetuam-se os seguintes casos, que dispensam ventilação:
Quando os desconectores são ligados a tubo de quedas que não
recebe descarga de vaso sanitário, respeitadas as distâncias
acima;
Quando instalados no último pavimento de um edifício com número
de UHC não superior a 15, nas condições acima;
Quando instalados em pavimento térreo e ligados a subcoletor
ventilado;
Nos demais casos em que as condições acima são respeitadas.
A ventilação de um desconector deve ser feita por um ramal de ventilação
inserido na parte superior do ramal de descarga ou ramal de esgoto e ligado a uma
coluna de ventilação, sempre a mais de 0,15 m acima do nível de transbordamento
do mais alto dos aparelhos servidos. Acima da mais alta ligação de ramal de esgoto,
o ventilador primário pode receber ligações de outros ventiladores. Os ramais de
ventilação são dimensionados conforme o quadro seguinte:
33
Quadro 1.14 – Dimensionamento de ramais de ventilação
Grupo de aparelhos sem vaso sanitário
Grupo de aparelhos com vaso sanitário
Número de Unidades Hunter de Contribuição
Diâmetro nominal do ramal de
ventilação DN
Número de Unidades Hunter de Contribuição
Diâmetro nominal do ramal de
ventilação DN
Até 2 30 Até 17 50
3 a 12 40 18 a 60 75
13 a 18 50 - -
19 a 36 75 - -
Fonte: NBR 8160/1983. ABNT.
Figura 8 – Ventilação em circuito. Fonte: 8160/1983. ABNT.
No caso de baterias de vasos sanitários auto-sifonados (acima de três
vasos) são necessários ramais de ventilação suplementares; um deles inserido no
ramal de esgoto entre o tubo de queda e o primeiro vaso sanitário; outros inseridos
nos ramais de esgoto junto ao último vaso de cada grupo de no máximo oito vasos
sanitários, contados a partir do tubo de queda (Figura 8).
34
3.7 - VENTILADORES PRIMÁRIOS E COLUNAS DE VENTILAÇÃO.
Prédios com um só pavimento pode ser apenas um tubo ventilador de DN
100 (4”), ou DN 75 (3”) se forem residenciais, com três vasos sanitários no máximo.
Esse ventilador pode estar conectado à caixa de inspeção, ao coletor predial,
subcoletor ou ramal de vaso sanitário e deve ser prolongado até acima da cobertura.
Existindo no prédio ao menos um ventilador primário, podem ser
dispensados os prolongamentos até a cobertura de outros tubos de queda que
tenham comprimento inferior a 25% da altura total do prédio e que não recebam
mais de 36 UHC.
As colunas de ventilação devem ter diâmetro uniforme em toda a
extensão, com a extremidade inferior ligada a tubo de queda ou subcoletor, abaixo
da última ligação de ramal de esgoto, ou ainda ligada a ramal de esgoto ou de
descarga. A extremidade superior dever ser acima da cobertura ou ligada a
ventilador primário.
Os tubos ventiladores primários e as colunas de ventilação devem ser
instalados verticalmente, sem deflexões. Quando não for possível, admitem-se
curvas de até 90º no máximo. As extremidades superiores dos ventiladores
primários e das colunas de ventilação devem elevar-se, acima da cobertura (laje ou
telhado), pelo menos 0,30 m. Quando a laje de cobertura tem outros usos, essa
elevação deve ser de 2 m. essas extremidades devem também distanciar-se 4 m de
qualquer janela, porta ou outras aberturas para iluminação ou ventilação de
interiores, ou então elevar-se 1 m acima das vergas desses vãos.
No caso de edifícios com mais de dez pavimentos, os tubos de queda
devem ser interligados à coluna de ventilação a cada dez andares, contados de cima
para baixo, por meio de tubos ventiladores de alívio.
Quando o prolongamento acima da cobertura não for conveniente para
todos os ventiladores primários e colunas de ventilação, eles podem ser interligados
por tubos horizontais a um único tubo ventilador, com extremidade aberta, segundo
as prescrições acima, constituindo o barrilete de ventilação. Nesse caso, o
dimensionamento de cada trecho de barrilete deve considerar a soma das UHC dos
tubos de queda atendidos pelo trecho; o comprimento a ser considerado é a
extensão, desde a base da coluna de ventilação mais distante da extremidade
aberta do barrilete, até essa extremidade.
35
O barrilete e as colunas de ventilação devem ser dimensionados
conforme a tabela seguinte:
Tabela 6 – Colunas e barriletes de ventilação
Diâmetro Nominal do
tubo de queda ou ramal de
esgoto - DN
Número de Unidades Hunter de
Contribuição
Diâmetro nominal do tubo de ventilação
30 40 50 60 75 100 150 200 250 300
Comprimento máximo permitido (m)
30 2 9
40 8 15 46
40 10 9 30
50 12 9 23 61
50 20 8 15 46
75 10 13 46 110 317
75 21 10 33 82 247
75 53 8 29 70 207
75 102 8 26 64 189
100 43 11 26 76 299
100 140 8 20 61 229
100 320 7 17 52 195
100 530 6 15 46 177
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
200 7200 18 73 225
200 11000 16 60 192
200 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
Fonte: NBR 8160/1983. ABNT.
36
3.8 - SUB-COLETORES E COLETORES PREDIAIS
Os coletores prediais e subcoletores dever ser construídos
preferencialmente em área não edificada e, quando isso não é possível, deve-se
cuidar de sua proteção e facilidade de inspeção e limpeza.
Quando as tubulações são enterradas, devem ser usadas caixas de
inspeção nas deflexões necessárias, nas interligações e nas mudanças de diâmetro.
Nas tubulações não enterradas, devem ser usadas curvas de raio longo, junções de
45º e peças de inspeção para limpeza.
No dimensionamento de coletores prediais e subcoletores de prédios
residenciais, devem ser computadas apenas as UHC dos aparelhos de maior
descarga de cada compartimento sanitário contribuinte.
Os coletores prediais e subcoletores devem ser dimensionados de acordo
com o quadro seguinte:
Quadro 1.14 – Coletores prediais e subcoletores
Diâmetro do tubo
Número máximo de Unidades Hunter de Contribuição Declividades mínimas (%)
0,5 1 2 4
100 - 180 216 250150 - 700 840 1000200 1400 1600 1920 2300250 2500 2900 3500 4200300 3900 4600 5600 6700400 7000 8300 10000 12000
Fonte: NBR 8160/1983. ABNT.
3.8.1 - Caixa de Gordura - CG
A norma vigente prescreve a utilização dos seguintes tipos de caixa de
gordura (Fig. 9):
Pequena (CGP), para uma pia de cozinha: diâmetro (D) 0,30 m;
capacidade 18 l, saída (d) DN 75 (3”).
37
Simples (CGS), para duas cozinhas: diâmetro (D) 0,40 m;
capacidade 31 l, saída (d) DN 75 (3”).
Dupla (CGD), para até 12 cozinhas: diâmetro (D) 0,60 m;
capacidade 120 l, saída (d) DN 100 (4”).
Especial (CGE), para acima de 12 cozinhas, para restaurantes,
quartéis, escolas, cozinhas industriais: capacidade (em l) = 2N + 20
(N = n.º total de pessoas servidas); saída (d) DN 100 (4”).
Figura 9.
38
4 – INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ESGOTO PLUVIAL
A instalação predial de água pluvial objetiva a coleta e o encaminhamento
das águas de chuva que caem nas coberturas, terraços, pátios, quintais e outras
áreas associadas ao edifício, não considerando áreas lindeiras mais extensas, ainda
que integrantes da mesma propriedade, que devem ser esgotadas segundo os
critérios de drenagem urbana (seção 1.3). As águas coletadas devem ser
encaminhadas ao sistema público de drenagem urbana através de descarga direta
na via pública, atendendo às prescrições legais vigentes. Não são permitidas
interligações com outras instalações prediais, mormente as de esgoto sanitário.
Outras águas naturais detectadas no local (fontes, minas, infiltrações) devem ser
encaminhadas ao mesmo destino, através de tubulação independente.
As exigências mínimas para o projeto e a construção da instalação são:
funcionalidade, segurança, higiene, durabilidade, economia e conforto do usuário.
Para tanto, é necessário o atendimento ao seguinte:
Garantir a coleta e condução da vazão de projeto;
Garantir a estanqueidade (vazamentos, infiltrações, goteiras);
Permitir a limpeza e desobstrução de calhas e condutores;
Evitar ruídos excessivos;
Utilizar materiais resistentes às condições externas, aos esforços
mecânicos e às pressões hidráulicas, garantindo sua fixação e
proteção adequadas.
4.1 – PATES PRINCIPAIS DA INSTALAÇÃO.
A instalação é relativamente simples, composta de poucas partes, todas
voltadas para a condução da chuva que cai:
a) superfícies coletoras: constituídas por telhados, paredes, coberturas,
pisos externos, terraços e similares, que interceptam chuva;
39
b) calhas: canais que recebem a água de telhados e coberturas, podendo
ser de água-furtada, de beiral ou de platibanda;
c) rufos: elementos embutidos na argamassa de paredes ou platibandas
para conduzir a água às calhas, evitando infiltrações;
d) saídas: orifícios nas calhas, coberturas, terraços e similares, para
onde converge a água coletada; quando em paramentos verticais com
descarga livre, devem ser dotadas de buzinotes ou de gárgulas para
evitar escorrimento;
e) ralos: caixas dotadas de grelhas planas ou hemisféricas para onde
converge a água coletada em pisos externos ou lajes de cobertura;
f) condutores: tubulações verticais e horizontais que recolhem a água
das saídas e dos ralos e a conduzem ao ponto de descarga.
4.2 – CÁLCULO DE VAZÃO DE PROJETO.
A vazão de projeto para as calhas e condutores deve ser estimada pela
equação do método racional, considerado o coeficiente de escoamento superficial C
= 1, ficando a expressão reduzida a:
i . SQ = _____________
60
Quando i = intensidade em mm/h
S = área de contribuição em m²
Q = vazão em l/min.
4.3 – ÁREA DE CONTRIBUIÇÃO.
É a soma das áreas das superfícies coletoras que contribuem para um
elemento de condução (calha ou coletor). Essas áreas ser corrigidas considerando
incrementos, nos casos abaixo:
40
Para coberturas inclinadas (telhados), o efeito da ação do vento
deve ser considerado adotando-se uma inclinação da chuva igual a
1:2 em relação à vertical;
No caso de superfícies verticais (paredes ou platibandas), o
acréscimo de área a ser considerado è igual à metade respectiva;
As coberturas horizontais devem ter caimentos mínimos de 0,5%,
dispostos de modo a evitar grandes percursos de água sobre elas.
Não há incremento de área a considerar.
Figura 10.
4.4 – INTENSIDADE.
A intensidade deve ser determinada em função da duração e da
recorrência da precipitação.
Nos casos especiais, em que se exige maior precisão, calcula-se o tempo
de concentração, adota-se o valor disponível de altura pluviométrica relativa à
recorrência desejada e calcula-se a intensidade a partir de equações ou curvas
válidas para a localidade.
Nos casos comuns podem ser adotadas as seguintes recorrências:
a) T = 1 ano, para áreas pavimentadas onde empoçamentos podem ser
tolerados;
b) T = 5 anos, para coberturas, telhados e terraços;
41
c) T = 25 anos, para coberturas horizontais e terraços onde
empoçamentos não podem ser tolerados.
Nesses casos a duração pode ser fixada em 5 minutos e a intensidade
local pode ser assumida a partir dos dados do quadro seguintes:
Quadro 1.15 – Chuvas intensas no Brasil (duração: 5 min)
LOCAL
Intensidade pluviométrica (mm/h)
Período de retorno (anos)1 5 25
1 Aracajú/SE 116 122 126
2 Belém/PA 138 157 185 (20)
3 Belo Horizonte/MG 132 227 230 (12)
4 Curitiba/PR 132 204 228
5 Florianópolis/SC 114 120 144
6 Fortaleza/CE 120 156 180 (21)
7 Goiânia/GO 120 178 192 (17)
8 João Pessoa/PB 115 140 163 (23)
9 Maceió/AL 102 122 174
10 Manaus/AM 138 180 198
11 Natal/RN 113 120 143 (19)
12 Porto Alegre/RS 118 146 167 (21)
13 Porto Velho/RO 130 167 184 (10)
14 Rio Branco/AC 126 139 (2) -
15 Rio de Janeiro/RJ (Bangu) 122 156 174 (20)
16 Rio de Janeiro/RJ (Ipanema) 119 125 160 (15)
17 Rio de Janeiro/RJ (Jardim Botânico) 122 167 227
18 Salvador/BA 108 122 145 (24)
19 São Luiz/MA 120 126 152 (21)
20 São Paulo/SP (Congonhas) 122 132 -
21 São Paulo/SP (mirante de Santana) 122 172 191 (7)
22 Teresina/PI 154 240 262 (23)
23 Vitória/ES 102 156 210
Notas: a) Para locais não mencionados nesta tabela, deve-se procurar correlação com dados dos postos mais próximos que tenham condições meteorológicas semelhantes às do locam em questão.
b) Os valores entre parênteses indicam os períodos de retorno (em anos) a que se referem essas intensidades pluviométricas, e não de 5 ou 25 anos como na maioria.
c) os dados apresentados foram obtidos do trabalho “Chuvas Intensas no Brasil”, de Otto Pfafstetter – Ministério da Viação e Obras Públicas – Departamento Nacional de Obras e Saneamento – 1957.
Fonte: NBR 10844/1989 da ABNT.
42
Nos casos comuns, quando a área de projeção horizontal da edificação é
igual ou inferior a 100 m², a intensidade pode ser fixada em 150 mm/h.
4.5 – CALHAS.
Tradicionalmente as calhas são moldadas em chapas galvanizadas ou de
cobre, dobradas de acordo com a configuração dos beiras e platibandas, mas
observa-se cada vez mais a utilização de seções semicirculares de PVC rígido,
dados seu custo e durabilidade. No entanto outros materiais podem ser utilizados,
como fibrocimento, ferro fundido, concreto ou mesmo alvenaria, desde que garantida
à impermeabilidade.
Devem ter declividade uniforme, maio ou igual a 0,5%, em direção à saída
e podem ser dimensionadas pela fórmula de Manning.
60.000Q = __________ . A . RH
2/3 . I ½
n
Onde Q = vazão (l/min)
A = seção molhada (m²)
RH = raio hidráulico (m)
I = declividade (m/m).
n = coeficiente de rugosidade
O coeficiente de rugosidade n depende do material da calha e usualmente
são adotados os seguintes:
Quadro 1.16 – Coeficientes de rugosidade
Material n
Plástico, fibrocimento, aço, metais não ferrosos 0,011
Ferro fundido, concreto alisado, alvenaria revestida 0,012
Cerâmica, concreto não-alisado 0,013
Alvenaria de tijolos não-revestida 0,015
Fonte: NBR 10.844/1989 - ABNT.
43
Quando houver mudanças de direção da calha, nas proximidades da
saída (até 4m), a vazão de projeto deve ser multiplicada pelos coeficientes a seguir,
para compensar o aumento de perda de carga:
Quadro 1.17 – 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
Fonte: NBR 10.844/1989 - ABNT.
As calhas semicirculares podem ser dimensionadas com altura de
lâminas d’água igual ao raio (A = 0,3927 x D² e RH = 0,25 x D).
Com esse enchimento e n = 0,011, as capacidades dessas calhas são as
seguintes, para valores de diâmetros e declividades usuais:
Tabela 7 – Capacidades de calhas semicirculares com coeficientes de rugosidade n = 0,011 (vazão em l/min.)
Diâmetro interno (mm)
Declividades
0,05% 1% 2%
100 130 183 256
125 236 333 466
150 384 541 757
200 829 1167 1634
44
Figura 11 - Calha.
45