Apostila+Hidr predial

SANEAMENTO PREDIALProfessor Rafael Tavares

HIDRULICA

HIDRULICAGUA FRIA

Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Departamento de Tecnologia da Construo UFRJ


HIDRULICA

NDICE1. CONCEITOS BSICOS ................................................................................................................. 1.1 O Princpio dos Vasos Comunicantes ...................................................................... 1.2 Unidades de Medida de Presso Hidrulica ........................................................... 1.3 Velocidade e Vazo Hidrulica ................................................................................. 1.4 Perda de Carga ........................................................................................................... 2. TERMINOLOGIA .......................................................................................................................... 3. COMPONENTES DA INSTALAO HIDRULICA PREDIAL.................................................... 4. REPRESENTAO GRFICA..................................................................................................... 5. SISTEMA DE ABASTECIMENTO PREDIAL................................................................................ 5.1 Sistema Direto ........................................................................................................... 5.2 Sistema Indireto com Presso ................................................................................ 5.3 Sistema Indireto sem Presso ................................................................................ 5.4 Sistema Hidropneumtico ....................................................................................... 5.5 Sistema Misto ............................................................................................................ 5.6 Particularidades em Sistema de Edifcios de Grande Altura ............................. 6. LIGAO REDE PBLICA ...................................................................................................... 7. CONSUMO PREDIAL ................................................................................................................. 7.1 Dimensionamento do Consumo Predial................................................................ 8. RESERVATRIOS ...................................................................................................................... 8.1 Detalhes dos Reservatrios .................................................................................... 9. SISTEMA DE BOMBAS HIDRULICAS .................................................................................... 10.TUBULAES DE RECALQUE E SUCO .............................................................................. 10.1 Dimensionamento pelo Mtodo de Forchheimer.............................................. 10.2 Altura Manomtrica............................................................................................... 10.3 Clculo da Potncia Motriz (N) ............................................................................ 10.4 Terminologia para Conjunto Moto-bomba ......................................................... 11.TABELAS E BACOS ................................................................................................................ 11.1 baco para Encanamentos de Cobre e PVC ..................................................... 11.2 baco em Funo dos Pesos .............................................................................. 11.3 Perda de Carga Localizada para Tubulaes de Cobre e PVC ....................... 11.4 Tabela de Sees Equivalentes .......................................................................... 11.5 Tabela de Dimetros Mnimos dos Sub-ramais................................................ 11.6 Vazo e Peso das Peas dos Sub-ramais.......................................................... 11.7 Probabilidades de Uso.......................................................................................... 11.8 Vazo e Pesos das Tubulaes........................................................................... 12. BARRILETE ............................................................................................................................. 12.1 Dimensionamento do Barrilete........................................................................... 13. SUB-RAMAIS, RAMAIS E COLUNAS..................................................................................... 13.1 Dimensionamento dos Ramais pelo Consumo Mximo Possvel................. 13.2 Dimensionamento dos Ramais pelo Consumo Mximo Provvel................ 13.3 Dimensionamento das Colunas (mtodo de Hunter) .................................... 14. ALTURA DOS PONTOS DE UTILIZAO ............................................................................. 15. DETALHAMENTO E MONTAGEM DAS PEAS DE UTILIZAO ....................................... 15.1 Bebedouro ............................................................................................................ 15.2 Lavatrio de Bancada ......................................................................................... 15.3 Lavatrio de Coluna ............................................................................................ 15.4 Chuveiro com Misturador .................................................................................. 15.5 Mictrio ................................................................................................................ 15.6 Pia ......................................................................................................................... 15.7 Tanque .................................................................................................................. 15.8 Mquina de Lavar Loua .................................................................................... 15.9 Mquina de Lavar Roupa.................................................................................... 15.10 Vaso Sanitrio com Caixa Acoplada e Ducha Higinica ............................. 15.11 Vaso Sanitrio com Vlvula e Ducha Higinica ........................................... 16. PROCEDIMENTO DE CLCULO DA PRESSO NO PONTO DESFAVORVEL ................. 02 02 02 03 03 04 06 08 09 09 09 09 10 10 10 11 12 13 13 14 15 16 16 17 19 20 21 21 22 23 24 24 24 24 24 25 25 26 26 27 29 30 30 30 31 31 32 32 33 33 34 34 35 35 36


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1.1.1

CONCEITOS BSICOS DE HIDRULICAO Princpio dos Vasos Comunicantes

A presso hidrulica definida pela fora que a gua exerce sobre as paredes das tubulaes e conexes. Para compreendermos melhor este conceito utilizaremos o princpio dos vasos comunicantes. Ao observarmos o exemplo abaixo, poderamos perguntar: Qual dos dois vasos (A) ou (B) exerce maior presso sobre o fundo?

A primeira impresso que temos que o recipiente (A) efetua mais presso no fundo do que o recipiente (B).

Ao interligarmos os recipientes com um pequeno tubo, verificamos que os nveis dos respectivos lquidos permanecem estticos. Isto significa que as presses nos vasos esto equalizadas, caso contrrio o lquido se moveria de um recipiente para o outro.

Se continuarmos a experincia e adicionarmos mais gua ao recipiente (A), verificaremos que a gua passar de um vaso para o outro at as alturas dos nveis (hA e hB) se equalizarem. Isto mostra que por um instante a presso no vaso (A) foi maior que o vaso (B), fazendo o lquido passar de um lado para o outro at que as respectivas presses se equilibrassem.

Sendo assim, conclumos que nveis iguais originam presses iguais. A presso independe da forma do recipiente.

1.2

Unidades de Medida de Presso Hidrulica

Para medirmos a presso hidrulica utilizamos o exemplo abaixo: Podemos utilizar: Kgf/cm - (quilograma fora por centmetro quadrado) Lb/pol - (libra por polegada quadrada) m.c.a. - (metro de coluna de gua) No exemplo ao lado, 1 kgf/cm = 10 metros de coluna de gua: 1 kgf/cm = 10 m.c.a. 1 kgf/cm = 100 KPa Conclumos que, 1 m.c.a. = 10 KPa


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1.3

Velocidade e Vazo HidrulicaNo sistema prtico de unidades, a vazo expressa em m/h (metro cbico por hora), podendo ser expressa tambm em l/s (litros por segundo). A vazo hidrulica tambm pode ser denominada de descarga hidrulica. Em um projeto de instalaes hidrulicas prediais, so dimensionadas vrios tipos de vazes (pontos de utilizao, alimentador predial, barrilete, colunas de distribuio, ramais e subramais, reservatrio superior e da instalao hidropneumtica, se houver). Regime turbulento

Considera-se vazo hidrulica o volume de gua a ser transportado que atravessa uma determinada seo (tubo, calha, etc.) na unidade de tempo.2"

VAZO VELOCIDADE

VAZO VELOCIDADE

3/4"

Na observao dos lquidos em movimento leva-nos a distinguir dois tipos de movimento, de grande importncia: regime laminar (tranqilo ou lamelar) e regime turbulento (agitado ou hidrulico). Com o regime laminar, as trajetrias das partculas em movimento so bem definidas e no se cruzam quanto ao regime turbulento caracteriza-se pelo movimento desordenado das partculas.

1.4

Perda de Carga

Regime laminar

Considera-se perda de carga a resistncia sofrida pelo lquido, no caso a gua, em seu percurso. Devido a diversos fatores que so partes constituintes dos condutores (tubo, calha e etc.) a gua perder parte de sua energia (presso) inicial. So fatores determinantes para que a gua possa vencer a resistncia em seu trajeto: Rugosidade do conduto (tubo, calha, etc.). Viscosidade e densidade do lquido conduzido. Velocidade de escoamento. Grau de turbulncia do fluxo. Distncia percorrida. Mudana de direo e de seo da linha. A perda de energia varivel de acordo com a forma dos acessrios do conduto (tubulao) e os valores da perda de carga equivalente so representados em metros lineares de canalizao. As tubulaes de cobre e de plstico (PVC) normalmente com grande emprego nas instalaes, oferecem grande vantagem em relao as tubulaes de ferro galvanizado ou ferro fundido no aspecto de perda de carga (energia) no trajeto do lquido, para a mesma seo e distncia linear. A perda de carga localizada ocorre em casos que o lquido, neste caso a gua, sofre mudanas de direo, como por exemplo em conexes (joelhos, redues, ts), ou em que ela passa por dispositivos de controle, tipo registros, ocorrendo nestes pontos uma perda de carga denominada de localizada. Portanto, quanto maior for o nmero de conexes de um trecho de tubulao, maior ser a perda de presso ou perda de carga nesse trecho, diminuindo a presso ao longo da linha e/ou rede. A presso da gua, sendo medida quando h vazo, indica-nos a presso de servio (igual a presso dinmica) e quando a linha est fechada na sua extremidade temos a presso esttica. A seguir demonstrado um exemplo: 1 com o registro fechado na extremidade da linha, a gua sobe na tubulao (trecho vertical) at o nvel do reservatrio (B). 2 abrindo-se o registro, a gua entra em movimento e o nvel na tubulao (trecho vertical) cai do ponto B para o C, esta diferena denominamos: perda de carga. Tubulao de menor dimetro oferecem maior resistncia vazo ocasionando maior perda de carga.Tubulao de maior dimetro oferecem menor resistncia vazo ocasionando menor perda de carga.


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2.

TERMINOLOGIAInstalao predial de gua fria: conjunto de tubulaes, equipamentos, reservatrios e dispositivos existentes a partir do ramal predial, destinado ao abastecimento dos pontos de utilizao de gua do prdio, em quantidade suficiente, mantendo a qualidade da gua fornecida pelo sistema de abastecimento. Ligao de aparelho sanitrio: tubulao compreendida entre o ponto de utilizao e o dispositivo de entrada de gua no aparelho sanitrio. Limitador de vazo:dispositivo utilizado para limitar a vazo em uma pea de utilizao. Nvel operacional: nvel atingido pela gua no interior da caixa de descarga, quando o dispositivo da torneira de bia se apresenta de descarga e reservatrio. Nvel de transbordamento: nvel atingido pela gua ao verter pela borda do aparelho sanitrio, ou do extravasor no caso de caixa de descarga e reservatrio. Quebrador de vcuo: dispositivo destinado a evitar o reflexo por suco da gua nas tubulaes. Pea de utilizao: dispositivo ligado a um sub-ramal para permitir a utilizao da gua. Ponto de utilizao: extremidade de jusante do subramal. Presso de servio: a presso mxima a que se pode submeter um tubo, conexo, vlvula, registro ou outro dispositivo, quando em uso normal. Presso total de fechamento: valor mximo de presso atingido pela gua na seo logo montante de uma pea de utilizao em seguida a seu fechamento, equivalente a soma de sobrepresso de fechamento com a presso esttica na seo considerada. Ramal: tubulao derivada da coluna de distribuio e destinada a alimentar os sub-ramais.

Alimentador predial: tubulao compreendida entre o ramal predial e a primeira derivao ou vlvula de flutuador do reservatrio. Aparelho sanitrio: aparelho destinado ao uso de gua para fins higinicos ou para receber dejetos e/ou guas servidas . Automtico de bia: dispositivo instalado no interior de um reservatrio para permitir o funcionamento automtico da instalao elevatria entre seus nveis operacionais extremos. Barrilete: conjunto de tubulaes que se origina no reservatrio e do qual se derivam as colunas de distribuio. Caixa de descarga: dispositivo colocado acima, acoplado ou integrado s bacias sanitrias ou mictrios, destinados reservao de gua para suas limpezas.

Caixa de quebra presso: caixa destinada a reduzir a presso nas colunas de distribuio. Coluna de distribuio: tubulao derivada do barrilete e destinada a alimentar ramais. Conjunto elevatrio: sistema para elevao de gua (tubulaes, conexes, registros, bombas). Consumo dirio: valor mdio de gua consumida em um perodo de 24 horas em decorrncia de todos os usos do edifcio no perodo. Dispositivo antivibratrio: dispositivo instalado em conjuntos elevatrios para reduzir vibraes e rudos e evitar sua transmisso. Extravasor: tubulao destinada a escoar os eventuais excessos de gua dos reservatrios e das caixas de descarga. Inspeo: qualquer meio de acesso aos reservatrios, equipamentos e tubulaes. Instalao elevatria: conjunto de tubulaes, equipamentos e dispositivos destinados a elevar a gua para o reservatrio de distribuio.

Ramal predial: tubulao compreendida entre a rede pblica de abastecimento e a instalao predial. Rede predial de distribuio: conjunto de tubulaes constitudo de barriletes, colunas de distribuio, ramais e sub-ramais, ou de alguns destes elementos.

Instalao hidropneumtica: conjunto de tubulaes, equipamentos, instalaes elevatrias, reservatrios hidropneumticos e dispositivos destinados a manter sob presso a rede de distribuio predial.


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Refluxo:

retorno eventual e no previsto de fludos, misturas ou substncias para o sistema de distribuio predial de gua.

Sub-ramal: tubulao que liga o ramal pea de utilizao ou ligao do aparelho sanitrio. Torneira de bia: vlvula com bia destinada a interromper a entrada de gua nos reservatrios e caixas de descarga quando se atinge o nvel operacional mximo previsto. Trecho: comprimento de tubulao entre duas derivaes ou entre uma derivao e a ltima conexo da coluna de distribuio.

Registro de fecho: registro instalado em uma tubulao para permitir a interrupo da passagem de gua. Registro de utilizao: registro instalado no sub-ramal, ou no ponto de utilizao, destinado ao fechamento ou regulagem da vazo da gua a ser utilizada. Regulador de vazo: aparelho intercalado em uma tubulao para manter constante sua vazo, qualquer que seja a presso a montante. Reservatrio hidropneumtico: reservatrio para ar e gua destinado a manter sobre presso a rede de distribuio predial. Reservatrio inferior: reservatrio intercalado entre o alimentador predial e a instalao elevatria, destinado a reservar gua e a funcionar como poo de suco da instalao elevatria. Reservatrio superior: reservatrio ligado ao alimentador predial ou a tubulao de recalque, destinado a alimentar a rede predial de distribuio. Retro-sifonagem: refluxo de guas servidas, poludas ou contaminadas, para o sistema de consumo, em decorrncia de presses negativas. Separao atmosfrica: distncia vertical, sem obstculos e atravs da atmosfera, entre a sada da gua da pea de utilizao e o nvel de transbordamento dos aparelhos sanitrios, caixas de descarga e reservatrios. Sistema de abastecimento: rede pblica ou qualquer sistema particular de gua que abastea a instalao predial. Sobrepresso de fechamento: maior acrscimo de presso que se verifica na presso esttica durante e logo aps ao fechamento de uma pea de utilizao. Subpresso de abertura: maior decrscimo de presso que se verifica na presso esttica logo aps a abertura de uma pea de utilizao.

Tubo de descarga: tubo que liga a vlvula ou caixa de descarga bacia sanitria ou mictrio. Tubo ventilador: tubulao destinada a entrada de ar em tubulaes para evitar subpresses nesses condutos. Tubulao de limpeza: tubulao destinada ao esvaziamento do reservatrio para permitir a sua manuteno e limpeza.

Tubulao de Recalque: tubulao compreendida entre o orifcio de sada da bomba e o ponto de descarga no reservatrio de distribuio. Tubulao de Suco: tubulao compreendida entre o ponto de tomada no reservatrio inferior e o orifcio de entrada da bomba. Vlvula de descarga: vlvula de acionamento manual ou automtico, instalada no subramal de alimentao de bacias sanitrias ou de mictrios, destinada a permitir a utilizao da gua para suas limpezas. Vlvula de escoamento unidirecional: vlvula que permite o escoamento em uma nica direo. Vlvula redutora de presso: vlvula que mantm a jusante uma presso estabelecida, qualquer que seja a presso dinmica a montante. Vazo de regime: vazo obtida em uma pea de utilizao quando instalada e regulada para as condies normais de operao. Volume de descarga: volume que uma vlvula ou caixa de descarga deve fornecer para promover a perfeita limpeza de uma bacia sanitria ou mictrio.


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3.

COMPONENTES DA INSTALAO HIDRULICA PREDIAL

Segue abaixo dois esquemas ilustrando algumas partes de uma instalao hidrulica predial.


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4.

REPRESENTAO GRFICA

Exemplo de Planta Hidrulica

Exemplo de Vistas Hidrulicas


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5.

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO PREDIAL

O abastecimento de gua pode ser pblico (concessionria), privado (nascentes, poos etc.) ou misto. De acordo com a existncia ou no de uma separao perfeitamente definida entre a rede pblica e a rede interna da edificao, os sistemas de abastecimento podem ser classificados da seguinte forma: Sistema Direto Sistema Indireto com Presso Sistema Indireto sem Presso Sistema Hidropneumtico Sistema Misto

5.1

Sistema Direto

A gua provm diretamente da fonte de abastecimento. A distribuio direta normalmente garante gua de melhor qualidade devido taxa de cloro residual existente na gua e devido inexistncia de reservatrio no prdio. O principal inconveniente da distribuio direta no Brasil a irregularidade no abastecimento pblico e a variao da presso ao longo do dia provocando problemas no funcionamento de aparelhos como os chuveiros. O uso de vlvulas de descarga no compatvel com este sistema de distribuio.

5.2

Sistema Indireto com Presso

Este sistema dever conter um ou mais reservatrios superiores no edifcio. Este sistema ocorre sem bombeamento da gua. A presso da rede pblica suficiente para abastecer os reservatrios da edificao. Esta instalao possui a desvantagens quando h irregularidades no abastecimento predial e por isso pouco usual no Rio de Janeiro.

5.3

Sistema Indireto sem Presso

utilizados quando a presso da rede pblica insuficiente para levar gua ao reservatrio superior, deve-se ter dois reservatrios: um inferior e outro superior. Do reservatrio inferior a gua lanada ao superior atravs do uso de bombas de recalque (motobombas). O sistema de distribuio indireto com bombeamento mais utilizado em grandes edifcios onde so necessrios grandes reservatrios de acumulao.


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5.4

Sistema Hidropneumtico

O sistema hidropneumtico de abastecimento dispensa o uso de reservatrio superior, mas sua instalao considerada cara perante as outras, sendo recomendada somente em casos especiais para aliviar a estrutura ou por recomendao do cliente.

5.5

Sistema Misto

O sistema de distribuio misto aquele no qual existe distribuio direta e indireta ao mesmo tempo. Corresponde ao sistema mais usual no Rio de Janeiro pois funciona no caso de irregularidades no abastecimento sem ficar dependente unicamente de um conjunto de recalque (moto-bombas).

5.6

Particularidades em sistema de Edifcios de Grandes Alturas

De acordo com a NBR 5626 nenhuma instalao predial de gua fria, em qualquer ponto, dever ter sua presso esttica mxima superando os 40 m.c.a. (metros de coluna de gua), ou seja, o nvel mximo do reservatrio superior no deve ser maior que 40 metros. Para resolvermos este problema, seguimos uma das sugestes abaixo exemplificadas:

(1 Caso) Utilizamos um reservatrio intermedirio no qual deve ter sua diferena de nvel em relao ao reservatrio superior menor que 40 metros. Podem ser utilizados quantos reservatrios forem necessrios para suprir a altura mxima da edificao.

(2 Caso) Utilizamos vlvulas redutoras de presso (V.R.P.) substituindo os reservatrios intermedirios.

Obs.: Alguns instaladores, em prdios de grandes alturas, utilizam tubos metlicos pesando que os mesmos seriam mais resistentes a altas presses. Este conceito est equivocado, pois a NBR 5626 no faz distino sobre qual ou quais materiais devem ser as tubulaes de uma edificao. Tanto o PVC como o ferro devem obedecer a presso mxima esttica de 40 m.c.a. e ambos resistem perfeitamente a esta solicitao.Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Departamento de Tecnologia da Construo UFRJ pgina 10


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6.

LIGAO REDE PBLICA

Legenda: 1) Distribuidor pblico 2) Registro de derivao 3) Pescoo de ganso 4) Registro de passeio (fecho) 5) Registro de passagem (gaveta) 6) Filtro 7) Hidrmetro

8) Vlvula de p com crivo 9) Conjunto moto-bomba 10) Conexo em Y 11) Vlvula de reteno 12) Tubulao de suco da bomba 13) Extravasor da caixa piezomtrica

14) Limpeza da caixa piezomtrica 15) Limite da propriedade 16) Tubulao de recalque 17) Torneira bia 18) Caixa piezomtrica (200 a 300 litros)

Pena dgua Dispositivo limitador de vazo nos ramais prediais. Sendo um estrangulador de seo do tubo, ou seja, um registro com orifcio graduado, resultando em grande perda de carga. Caixa Piezomtrica Corresponde ao dispositivo que tem a finalidade de regular a presso de entrada predial. utilizada quando o nvel da gua da cisterna est a mais de 3,00 metros de profundidade em relao ao nvel do meio fio. A caixa piezomtrica tambm tem a finalidade de impedir o retorno da gua domiciliar ao distribuidor pblico, evitando assim possveis contaminaes. A CEDAE atualmente est dispensando o uso nas edificaes cujo o nvel de entrada de gua na cisterna seja superior ao nvel do meio fio da rua. Hidrmetro Aparelho que efetua a medio de consumo de gua predial. Os hidrmetros devem ser instalados em caixas de proteo de concreto ou alvenaria com portas de madeira ou metal devidamente ventilada. Sua localizao no dever ultrapassar o limite mximo de 1,50 metros da testada da edificao. O hidrmetro e sua caixa de proteo podem ser dimensionados segundo a tabela abaixo:TABELA 00

HIDRMETRO Vazo (m/h) n de economias 3 a 5 m/h (1 a 5 economias) 7 a 10 m/h (6 a 10 economias) 20 a 30 m/h (11 a 20 economias) 50mm (21 a 80 economias) 80mm (81 a 400 economias) 100mm (401 a 600 economias) 150mm (maior que 600 economias)

Dimetro Pol mm 1 1 2 3 4 20 25 40 50 75 100 -

Dimenses da Caixa de proteo (metros) Tipo Larg Prof. Altur a A 0,75 0,25 0,50 B 0,90 0,30 0,50 C 1,10 0,50 0,60 D 1,50 0,60 0,80 E 2,00 0,70 1,00 F 2,10 0,70 1,00 G 2,15 0,80 1,00

Porta de Proteo Largur Altura a 0,60 0,40 0,70 0,40 0,80 0,50 1,10 0,70 1,20 0,70 1,30 0,70 1,40 0,70

Modelos de colares de tomada dgua

Ligao rede com colar de tomada dgua

Interior de um hidrmetro pgina 11



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7.

CONSUMO PREDIAL

A determinao do Consumo predial depender de fatores determinantes na tipologia da edificao ou na atividade nela praticada. Em geral, para estimar o consumo residencial dirio, recomenda que se considere em cada quarto social acima de 12m ocupado por duas pessoas, quarto social abaixo de 9m ocupado por 1 pessoa e cada quarto de servio, por uma pessoa. Dependendo da regio considera-se uma intermitncia de 2(dois) dias de consumo nos reservatrios inferior e superior. Abaixo segue uma tabela para estimativa de consumo dirio:TABELA 01

TIPOLOGIA DA EDIFICAO 1. SERVIO DOMSTICO Apartamentos Apartamento de luxo Apartamento de luxo Residncia de luxo Residncia de mdio valor Residncia popular Alojamentos provisrios de obra Apartamento de porteiro 2. SERVIO PBLICO Edifcio de escritrios Lojas Escolas internatos Escola externatos Escolas semi-internatos Hospitais e casas de sade Hotis com cozinha e lavanderia Hotis sem cozinha e lavanderia Lavanderias Quartis Cavalarias Restaurantes Mercados e Supermercados Garagens e postos de automveis Rega de jardins Cinemas e teatros Igrejas Ambulatrios Creches 3. SERVIO INDUSTRIAL Fbrica (uso pessoal) Fbrica com restaurante Usinas de leite Matadouros

UNIDADE Per capta Per capta Por quarto de empregada Per capta Per capta Per capta Per capta total Por ocupante Por pessoa Per capta Por aluno Por aluno Por leito Por hspede Por hspede Por Kg de roupa suja Por soldado Por cavalo Por refeio Por m de rea Por automvel Por caminho Por m de rea Por lugar Por lugar Per capta Per capta Por operrio Por operrio Por litro de leite Por animal de grande porte Por animal de pequeno porte

CONSUMO (litros/dia) 200 300 a 400 200 300 a 400 150 120 a150 80 600 a 1000 50 a 80 50 a 80 150 50 100 250 250 a 350 120 30 150 100 25 5 100 150 1,5 2 2 25 50 70 a 80 100 5 300 150 OCUPAO 2 pessoas 1 pessoa 1 pessoa 1 pessoa 1 cadeira 1 pessoa 1 pessoa 1 pessoa 1 pessoa 1 pessoa 1 pessoa

TAXA DE OCUPAO PELA NATUREZA Prdio de apartamentos Por quarto Prdio de escritrios de Uma s entidade locadora A cada 7 m Mais de uma entidade locadora A cada 5 m Restaurantes A cada 1,5m Teatro e cinemas A cada 0,70m Lojas (pavimento trreo) A cada 2,5m Lojas (pavimento superior) A cada 5m Supermercados A cada 2,5m Shopping centers A cada 5m Sales de hotis A cada 6m2 Museus A cada 8m Obs. Para piscinas consideramos uma lmina dgua de 2cm por dia.Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Departamento de Tecnologia da Construo UFRJ

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7.1

Dimensionamento do Consumo Predial

Para o dimensionamento do consumo predial devemos considerar diversos fatores: a) localizao da edificao e sua finalidade na qual se est procurando determinar a necessidade de abastecimento b) nmero de usurios (residentes e provisrios). No caso de residncias , Creder (1995) recomenda que se considere cada quarto social ocupado por duas pessoas e cada quarto de servio, por uma pessoa. c) rea de estacionamento d) rea de jardim e) reserva tcnica de incndio Segundo o COSCIP (Cdigo de Segurana Contra Incndio e Pnico Decreto 897 de 21/09/1976): RTI = 6.000 litros + 500 litros por hidrante excedente de 4(quatro) No caso de indstrias e estabelecimentos comerciais de grande porte a RTI mnima de 30.000 litros. Para estimativas podemos adotar tambm 15% a 20% do consumo dirio. f) rea de recreao (piscina, sauna, vestirios e etc.) Alguns autores estabelecem para piscinas um consumo de 2cm por m de lmina dgua. g) condies de abastecimento das concessionrias Dependendo da regio se faz necessrio, pelo menos, estabelecer como fator de intermitncia o perodo de 2(dois) dias de consumo nos reservatrios (inferior e superior).

8.

RESERVATRIOS

A NBR 5626 estabelece algumas prescries a serem adotadas quanto ao dimensionamento e execuo de reservatrios (superiores e inferiores), dentre elas, temos: a) quando o reservatrio for dividido em superior e inferior, esta relao dever ter a seguinte distribuio: para o reservatrio inferior, (3/5) ou 60% do volume total para o reservatrio superior,(2/5) ou 40% do volume total b) quando a capacidade do reservatrio (superior ou inferior) for maior do que 4.000 litros, ele dever ser dividido em duas cmaras iguais cada um, comunicantes entre si, provido de registros de manobra (tipo gaveta), para facilidade na limpeza e manuteno de qualquer das cmaras. c) o reservatrio inferior deve conter uma canalizao de suco para gua limpa com o crivo, pelo menos, a 10cm do fundo, evitando que a suco revolva os elementos sedimentados em seu fundo. d) as visitas de acesso aos reservatrios devero possuir dimenso mnima (lado) de 60cm e) a lmina dgua dos reservatrios dever ter um espao livre at a tampa de no mnimo 20cm f) quando a visita do reservatrio estiver no nvel do piso, no qual seja possvel a presena de guas de lavagens, esta visita dever estar no mnimo a 10cm de altura do piso acabado com utilizao de tampa de fechamento hermtico. g) no permitido a passagem de canalizaes de esgoto sanitrio sobre o reservatrio de gua, principalmente sobre a tampa. h) recomenda-se o chanfro ou arredondamento dos cantos do reservatrio, tanto nas paredes verticais como na laje de fundo. i) os reservatrios superiores devem ser elevados, no mnimo 80cm da laje para facilidade no acesso do barrilete e canalizaes de limpeza. j) para o dimensionamento dos reservatrio podemos utilizar a tabela de consumo predial.Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Departamento de Tecnologia da Construo UFRJ pgina 13


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8.1

Detalhes dos Reservatrios


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9.

SISTEMA DE BOMBAS HIDRULICAS

BOMBA AUTO-ESCORVANTE

BOMBA VERTICAL (VAS)

BOMBA P/ HIDROMASSAGEM

BOMBA AUTO-ASPIRANTE

BOMBA CENTRFUGApgina 15



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10. TUBULAES DE RECALQUE E SUCO10.1 Dimensionamento pelo mtodo de ForchheimerA norma brasileira (NBR-5626) estabelece a capacidade mnima das bombas de 15% do consumo dirio. Como prtica, podemos adotar 20%, o que define um funcionamento de aproximadamente 5 horas da bomba para recalcar o todo o consumo dirio. Como mtodo prtico, podemos utilizar a tabela abaixo para o dimensionamento da tubulao de recalque. Tabela prtica para dimensionamento da bomba Baseada no baco (Forchheimer) de funcionamento dirio da bomba Vazo HORAS DE FUNCIONAMENTO DIRIO DA BOMBA m3 / h 1 2 3 4 5 6 7 8 01 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 3/4" 02 3/4" 3/4" 3/4" 1" 1" 1" 1" 1" 03 3/4" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 04 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 05 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" 06 1" 1" 1" 1" 1" 2" 2" 2" 07 1" 1" 1" 1" 2" 2" 2" 2" 08 1" 1" 1" 2" 2" 2" 2" 2" 09 1" 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 10 1" 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 11 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 12 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 13 1" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 14 2" 2" 2" 2" 2" 2" 2" 3" 15 2" 2" 2" 2" 2" 2" 3" 3" Frmula de Forchheimer D = dimetro, em metros Q = vazo, em m por segundo X = horas de funcionamento dividido por 24 horasTABELA 02

Vazo I/s 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,5 2,0 3,0 3,3 3,5 3,8 4,1

Para o dimensionamento da tubulao de suco podemos utilizar o mtodo prtico, que compreende na utilizao de um dimetro (bitola) comercial imediatamente acima do dimetro especificado para a tubulao de recalque.

Exerccio de AplicaoDimensionar as tubulaes de recalque e suco pelo mtodo de Forchheimer para uma edificao com 3 pavimentos, sendo 2 apartamentos por andar com 3 quartos (1 sute de 12,00m , 1 de 9,00m e 1 quarto de servio). Cada apartamento: 2 pessoas x 1 quarto 12,0m = 2 pessoas 1 pessoa x 1 quartos 9,0m = 1 pessoas 1 pessoa x 1 quarto de servio = 1 pessoa

Total = 4 pessoas

Para acharmos o n total de contribuio: 4 pessoas por apartamento x 2 apartamentos por andar x 3 andares = 24 contribuintes Aplicamos a tabela && para acharmos o consumo total: 24 contribuintes x 200 litros por contribuinte = 4800 litros x 2 dias de intermitncia = 9.600 litros Consumo total = 9.600 litros Considerando que a bomba deve ter um rendimento de 20% do consumo dirio (na prtica adotamos o perodo de 5 horas para recalcar o consumo dirio). Temos: 9600 litros / 5 horas = 1920 litros/hora 1920 l/h = 1,92 m / h = 1,92 m / 3600 segundos Aplicamos, D = 1,3 x 0,02309 x 0,675 .: = 0,0005333 m/s

.: D = 1,3 x 0,0005333 x 4(5/24) D = 0,020 , ou seja , 20 mm

Poderamos usar: no recalque uma tubulao de 20mm (3/4) (mtodo prtico) na suco uma tubulao comercial acima do recalque, 25mm (1) escolha de uma bomba para uma instalao predialFaculdade de Arquitetura e Urbanismo Departamento de Tecnologia da Construo UFRJ pgina 16


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10.2 Altura ManomtricaPara determinarmos uma potncia (N) de um motor de uma bomba hidrulica, precisamos encontrar a altura manomtrica correspondente instalao. A altura manomtrica corresponde a altura geomtrica de elevao mais as perdas de cargas nominais e localizadas na suco e no recalque. Para compreendermos melhor, observamos a ilustrao abaixo.


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Determinao da altura manomtrica total de uma instalao predialPara o exerccio, utilizaremos o esquema da figura && . Passo a passo: 1 Passo) Determinar a altura geomtrica total HG = 15,00 metros 2 Passo) Determinar o comprimento real da tubulao no recalque L real recalque= 3,00 + 0,50 + 2,50 + 10,00 + 2,50 3 Passo) Quantificar peas e atravs recalque) Qtd. Peas 4 joelhos 90 25mm 1 vlvula de reteno 25mm 1 t de passagem direta 25mm 2 registros de gaveta abertos 25mm .: L real recalque= 18,50 m

da tabela de equivalncia, determinar seus respectivos comprimentos (no Equivalncia 1,50 x 4 = 6,00m 2,80m 0,90m 0,30 x 2 = 0,60m L eq. recalque = 10,30 m

Soma das equivalncias = 6,00 + 2,80 + 0,90 + 0,60 .:

4 Passo) Utilizando o baco de Fair-Whipple-Hsiao, = 25mm e Q= 0,4 l/s Obtemos: velocidade = 0,8 m/s J(perda de carga unitria) = 0,039 m/m 5 Passo) hr = (Lreal+Leq) x Jrecalque hr = (18,50 + 10,30) x 0,039 hr = 28,80 x 0,039 hr = 1,12 m 6 Passo) Determinar o comprimento real da tubulao na suco L real suco= 0,50 + 1,00 + 1,50 .: L real suco= 3,00 m

7 Passo) Quantificar peas e atravs da tabela de equivalncia, determinar seus respectivos comprimentos (na suco) Peas Equivalncia 3 joelhos 90 32mm 2,00 x 3 = 6,00m 1 vlvula p c/ crivo 32mm 15,50 m 1 registro de gaveta aberto 32mm 0,40m Soma das equivalncias = 6,00 + 15,50 + 0,40 L eq. suco = 21,90 m

8 Passo) Utilizando o baco de Fair-Whipple-Hsiao, = 32mm e Q= 0,40 l/s Obtemos: velocidade = 0,5m/s J(perda de carga unitria) = 0,013 m/m 9 Passo) Calcula-se a altura representativa da velocidade na suco: hsuc. = vo / 2g = 0,5 / 2x9,81 = 0,25 / 19,62 = 0,013m 10 Passo) hs = ((Lreal+Leq) x Jsuco ) + hsuc. hs = ((3,00 + 21,90) x 0,013) + 0,013 hs = (24,90 x 0,013) + 0,013 hs = 0,32 + 0,013 hs = 0,33m 11 Passo) Determinar a altura manomtrica total Hman = HG + hr + hs Hman = 15,00 + 1,12 + 0,33 Hman = 16,45 metros A altura manomtrica total (Hman) na instalao 16,45 metros.Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Departamento de Tecnologia da Construo UFRJ pgina 18


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10.3 Clculo da potncia motriz (N)Se no tivermos os catlogos de fabricantes para uma escolha criteriosa da bomba a ser utilizada na instalao, podemos calcular a potncia de forma aproximada, arbitrando um valor para o rendimento da mesma. Assim, supondo um rendimento h=0,50, a potncia do motor que acionar a bomba ser de: Onde, N = Potncia motriz , em cavalos (cv) Q = Vazo , em m por segundo Hman = Altura manomtrica, em metros h = rendimento N = (1000 x 0,0004 x 16,45) / ( 75 x 0,50) .: N = 6,58/37,5 .: Poderemos utilizar uma bomba com valor comercial de 1/2cv. N = 0,18 cv

Tabela de Seleo do FabricanteNo exemplo abaixo temos uma tabela de seleo de bombas centrfugas da srie CAM da Dancor. Para encontrarmos o modelo desejado, entramos com a altura manomtrica (obtida atravs do procedimento de clculo mostrado na etapa anterior) na linha superior da tabela e na coluna correspondente procuramos o valor da vazo de projeto imediatamente acima do valor encontrado no clculo. Observamos tambm as colunas de suco e recalque, obtidas atravs do mtodo de Forchheimer.TABELA 03


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10.4 Termos Hidrulicos para conjunto moto-bomba1) Nvel dinmico: 2) Perda de carga na suco: 3) Rebaixamento do nvel: distncia vertical entre a bomba e o nvel rebaixado. altura devido s perdas relativas resistncia oposta ao lquido para entrar na tubulao e peas na suco. distncia vertical entre o nvel esttico e o nvel resultante quando h bombeamento. Este rebaixamento depende da capacidade do reservatrio e da vazo requerida para o bombeamento. a distncia vertical da bomba ao nvel esttico da gua sem bombeamento. distncia vertical entre o nvel dinmico e o nvel de descarga. altura devido s perdas relativas resistncia na tubulao e peas no recalque.

4) Nvel esttico: 5) Altura gua-gua: 6) Perda de carga no recalque:

7) Altura esttica do reservatrio superior:altura vertical ou presso requerida para a elevao da gua a contar da tubulao de recalque da bomba. 8) Altura manomtrica no recalque: 9) Altura manomtrica total: 10) Altura manomtrica na suco: 11) Comprimento total na suco: 12) Colocao: 13) Submergncia: a soma total das alturas necessrias elevao da gua no recalque. distncia vertical total entre o nvel dinmico e o nvel de descarga, incluindo as perdas de carga e os desnveis. a soma total das alturas necessrias elevao da gua na suco. distncia total entre a bomba ao fundo do ralo, injetor ou vlvula de p. distncia da bomba parte superior do ralo, injetor ou vlvula de p. distncia vertical do nvel dinmico parte superior do ralo, injetor ou vlvula de p.

Vazo: quantidade de lquido bombeado em um determinado tempo: litro/segundo, litro/minuto e m3/h.


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11. TABELAS E BACOS11.1 BACO PARA ENCANAMENTOS DE COBRE E PVC Frmula de Fair-Whipple-Hsiao


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11.2 BACO DE VAZES EM FUNO DOS PESOS


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11.3 TABELA DE PERDA DE CARGA LOCALIZADA (tabela 05) Equivalncia em metros de tubulao de PVC ou cobre


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11.4 TABELA DAS SEES EQUIVALENTES (tabela 06) em polegadas em milmetros (nominal) N0 de tubos de com a mesma capacidade1 / 2 15 1 3 / 4 20 2,9 1 25 6,2 1 32 10,9 1 40 17,4 2 50 37,8 2 60 65,5 3 75 110,5 4 100 189

11.5 TABELA DE DIMETROS MNIMOS DOS SUB-RAMAIS (tabela 07) Peas de Dimetro Peas de Dimetro Peas de utilizao utilizao utilizao(mm) Aquecedor baixa presso Aquecedor alta presso Bacia com Caixa de descarga Bacia c/ vlvula descarga Pia de despejo 20 15 15 32 20 (pol.) 3/4 1/2 1/2 1 3/4 Chuveiro Pia de cozinha Banheira Bebedouro Bid / Duchinha (mm) 15 15 15 15 15 (pol.) 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 Lavatrio Mquina de lavar prato ou roupa Mictrio auto-aspirante Mictrio descarga contnua Tanque de lavar roupa

Dimetro(mm) 15 20 25 15 20 (pol.) 1/2 3/4 1 1/2 3/4

11.6 VAZO E PESO DAS PEAS DOS SUB-RAMAIS (tabela 08) Louas sanitrias ( l / s) PesoBacia sanitria c/ Vlvula de Descarga Bacia sanitria c/ Caixa de Descarga Banheira Bebedouro Bid Chuveiro Lavatrio Mquina de Lavar Prato/Roupa Mictrio auto-aspirante Mictrio descarga contnua Mictrio de descarga descontnua Pia de despejo Pia de cozinha Tanque de lavar roupa 1,90 0,15 0,30 0,05 0,10 0,20 0,20 0,30 0,50 0,05 0,15 0,30 0,25 0,30 40,0 0,30 1,0 0,1 0,1 0,5 0,5 1,0 2,8 0,2 0,3 1,0 0,7 1,0

11.7 PROBABILIDADE DE USO (tabela 09) Nmero de Comuns Vlvulas aparelhos (%) (%)2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 100 80 68 62 58 56 53 51 50 42 100 65 50 42 38 35 31 29 27 16

11.8 VAZO E PESO DAS TUBULAES (tabela 10) Vazo () () (l/s) Peso dimetro dimetro3/4 1 1 1/4 1 1/2 0,56 1,16 2,00 3,07 3,50 15,0 44,0 105,0 2 2 1/2 3 4

Vazo (l/s)6,29 11,22 17,74 32,86

Peso440 1.400 3.500 12000


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12. BARRILETEChama-se de BARRILETE a tubulao que interliga as duas metades da caixa dgua e de onde partem as colunas de gua que abastecem os ramais. Podem ser de dois tipos: ramificado ou concentrado.

Barrilete Ramificado

Barrilete Concentrado ou Unificado

12.1 Dimensionamento do BarrileteO dimensionamento do barrilete pode ser feito por dois mtodos: Mtodo de HUNTER: Fixa-se a perda de carga em 8% e calcula-se a vazo como se cada metade da caixa atendesse metade das colunas. Conhecendo-se J e Q, calcula-se pelo baco de FAIR-WHIPLE-HSIAO o dimetro. Mtodo das SEES EQUIVALENTES: Considera-se o dimetro encontrado para as colunas, de modo que metade das colunas seja atendida pela metade da caixa. O dimensionamento do barrilete feito verificando-se a condio da perda de carga. Estabelecendo a condio que fixa a perda de carga mxima em 0,08 (8%), devemos considerar que o barrilete deve ser calculado de forma que metade do reservatrio atenda a metade das colunas. Utilizando o baco de Fair-Whipple-Hsiao com os parmetros j conhecidos, J (perda de carga) e Q (vazo), encontramos o dimetro desejado. Observamos o esquema de um barrilete ramificado:


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Passo a passo: 1- Fixa-se a perda de carga em 8%, ou seja, J=0,08m (8m/100m) 2- Soma-se os pesos de todas as colunas alimentadas pelo barrilete: Coluna 1 ( P = 100) Coluna 2 ( P = 50) Coluna 3 ( P = 80) Coluna 4 ( P = 90) Soma total dos pesos= 320 3- Para o clculo vamos considerar apenas a metade dos pesos das colunas, 160. 4- Calcula-se a vazo : Q = 0,3P Q = 3,80 l/s 5- Utilizando o baco de Fair-Whipple-Hsiao com os parmetros acima (J=0,08 e Q=3,80l/s) Utilizamos o dimetro comercial imediatamente a acima do valor encontrado. D= 2(50mm)

13. SUB-RAMAIS, RAMAIS E COLUNASSub RamaisSo as tubulaes que fazem as ligaes dos aparelhos. So dimensionadas de acordo com a tabela 07

Ramais de Distribuio

So as tubulaes que partem das colunas de distribuio e alimentam as ligaes dos aparelhos Podem ser dimensionados pelo consumo mximo possvel ou pelo consumo mximo provvel.

(sub ramais).

Colunas de Distribuio

So tubulaes verticais que partem do Barrilete e delas saem os ramais de distribuio. Deve-se evitar colocar em uma mesma coluna vlvulas de descarga com aquecedores e outras peas. As colunas so dimensionadas trecho a trecho e para isso necessrio dispor de um esquema vertical da instalao com todas as derivaes e seus respectivos comprimentos.

13.1 DIMENSIONAMENTO DO RAMAIS PELO CONSUMO MXIMO POSSVELO termo consumo mximo possvel significa que todas as peas dos sub-ramais devero entrar em funcionamento simultaneamente, esta situao s acontece em determinadas edificaes onde existem picos de uso em determinados horrios (quartis, internatos, escolas, estdios, vestirios e etc.). Esta situao pode ser resolvida conhecendo-se a relao entre os dimetros comerciais das tubulaes. A tabela 6 mostra a relao entre a menor tubulao existente de PVC e as demais tubulaes do mesmo fabricante. Exemplo: Dimensionar o ramal pelo mtodo do consumo mximo possvel: Pela tabela 6 : Lavatrio = 1 seo equivalente a Torneira de = 2,9 sees equivalentes a Ducha Higinica = 1 seo equivalente a Total = 4,9 (

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