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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Departamento de Arquitetura e Construo

SISTEMA PREDIAL DE ESGOTO SANITRIO

PROF. DR. DANIEL C. DOS SANTOS - UFPR PROFa. Dra. MARINA S. DE OLIVEIRA ILHA FEC-UNICAMP

PROF. DR. ORESTES M. GONALVES - EP-USP

Atualizada em maro de 2009, por:

Profa. Dra.: Marina S. de Oliveira Ilha

Eng. Srgio F. Gnipper

Eng. MSc. Marcus A. S. Campos

Campinas, SP

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1. INTRODUO A importncia do Sistema Predial de Esgoto Sanitrio na Construo Civil relaciona-se no apenas com as primordiais necessidades relativas higiene e sade, mas tambm com as evolutivas noes de conforto, impostas por um dinmico comportamento social.

Neste cenrio encontra-se o projetista, cuja misso atender aos anseios sociais, em meio a emergentes avanos tecnolgicos e necessidade mpar de racionalizao, questes estas singulares na competitiva estrutura econmica estabelecida.

Isto posto, oportuno supor que o projetista necessite de informaes bsicas relativas a modernas metodologias de dimensionamento, s inovaes tecnolgicas, assim como dos princpios tericos que sustentam tanto o convencional quanto o novo.

Inserido nesse contexto, este Texto Tcnico, cujo tema central o Sistema Predial de Esgoto Sanitrio (SPES), prope-se a abordar, em nvel de informaes bsicas, diversos temas pertinentes ao referido sistema. Desta forma, inicialmente apresentado o SPES no referente a sua funo, seus requisitos de desempenho e sua constituio bsica. Os dois itens seguintes, 3 e 4, apresentam noes tericas sobre escoamento dos esgotos e os respectivos fenmenos associados. No item 5, so classificados os SPES. Seguem os itens 6 e 7, os quais apresentam, respectivamente, o projeto e o dimensionamento, enquanto que o item 8 completa o texto, abordando componentes e materiais afins. Anexos acompanham o texto, ilustrando e exemplificando tpicos diversos.

2. APRESENTAO DO SISTEMA PREDIAL DE ESGOTO SANITRIO (SPES) 2.1 Funo e Requisitos de Desempenho O sistema predial de esgoto sanitrio (SPES) um conjunto de tubulaes e acessrios que se destinam a coletar e conduzir o esgoto sanitrio a uma rede pblica de coleta ou sistema particular de tratamento. Alm desta funo bsica, o SPES deve atender aos seguintes requisitos segundo a norma brasileira NBR 8160 Sistemas prediais de esgotos sanitrios Projeto e execuo (ABNT, 1999):

a) deve ser garantida a qualidade da gua de consumo;

b) permitir o rpido escoamento da gua utilizada e dos despejos introduzidos, evitando a ocorrncia de vazamentos e a formao de depsitos no interior das tubulaes;

c) impedir que os gases provenientes do interior do SPES atinjam reas de utilizao;

d) dever haver uma separao absoluta em relao ao sistema predial de guas pluviais.

A contaminao da gua de consumo deve ser evitada, protegendo-se tanto o interior dos sistemas de suprimento, como os ambientes receptores.

O recurso mais empregado para evitar que odores provenientes do interior das tubulaes do SPES penetrem o ambiente que abriga um dado aparelho sanitrio a interposio de uma barreira lquida permanente, denominada fecho hdrico, num dispositivo genericamente chamado de desconector, que pode ser um sifo, uma caixa sifonada, etc. (ver figura 1).

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Figura 1 Funo do fecho hdrico de desconectores empregados no SPES.

A necessidade de viabilizar o rpido e seguro escoamento do esgoto sanitrio, assim como garantir o funcionamento adequado dos fechos hdricos, deve ser considerada desde a concepo do SPES.

A velocidade do escoamento nos trechos horizontais est associada eficincia no transporte dos materiais slidos, evitando que estes venham se depositar no fundo das tubulaes. Nos trechos verticais, a velocidade do escoamento influencia significativamente as presses pneumticas desenvolvidas no interior das tubulaes.

J os fechos hdricos funcionaro adequadamente se os mesmos no se romperem, uma vez que impedem que os gases no interior das tubulaes penetrem no ambiente, conforme j comentado (ver figura 2). Esta condio de no rompimento ser garantida se as variaes das presses pneumticas no interior do sistema forem limitadas, conforme o clssico trabalho de WILY; EATON (1965).

Figura 2 Exemplo de fecho hdrico rompido por aspirao (presso pneumtica negativa excessiva)

Os fenmenos que induzem as variaes das presses pneumticas sero discutidos posteriormente.

A separao absoluta do SPES em relao ao sistema predial de guas pluviais deve ser garantida, assegurando a inexistncia de ligao entre tais sistemas.

2.2 Constituio 2.2.1 Subsistemas do Sistema Predial de Esgoto Sanitrio

O SPES pode ser dividido nos seguintes subsistemas (ver figura 3):

a) Coleta e Transporte de Esgoto e

b) Ventilao.

O subsistema de coleta e transporte composto pelo conjunto de aparelhos sanitrios, tubulaes e acessrios destinados a captar o esgoto sanitrio e conduzi-lo a um destino adequado.

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O subsistema de ventilao, por sua vez, consta de um conjunto de tubulaes ou dispositivos destinados a assegurar a integridade dos fechos hdricos, de modo a impedir a passagem de gases para o ambiente utilizado, assim como conduzir tais gases atmosfera.

Figura 3 Componentes dos subsistemas de ventilao e de coleta e transporte de um SPES.

Outra classificao que tem sido frequentemente utilizada considera o sistema de aparelhos sanitrios independente do de esgoto sanitrio (ver figura 4), j que o mesmo consiste em uma interface entre o sistema de gua (fria ou quente) e o de esgoto sanitrio).

Figura 4 Sistemas prediais de gua, aparelhos sanitrios e esgoto sanitrio.

Neste documento est sendo considerada a primeira classificao apresentada, tendo em vista que o escoamento no interior dos aparelhos sanitrio influencia o escoamento no

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sistema de esgoto sanitrio. Na Figura 5 apresentado um esquema do sistema predial de esgoto sanitrio.

CGD: caixa de gordura dupla; CI: caixa de inspeo; RS: ralo seco; R: ralo seco; CV: coluna de ventilao;

Figura 5: Esquema geral do SPES (Fonte: Macintyre, 1996)

2.2.2 Componentes 2.2.2.1 Subsistema de Coleta e Transporte de Esgoto Sanitrio a) Aparelhos Sanitrios

Com a funo bsica de coletar os dejetos, os aparelhos sanitrios devem propiciar uma utilizao confortvel e higinica por parte do usurio. Entre os aparelhos sanitrios usuais encontram-se a bacia sanitria, o lavatrio, a banheira, o tanque, etc.

b) Desconectores

Um desconector tem por funo, por meio de um fecho hdrico prprio, vedar a passagem de gases oriundos das tubulaes de esgoto para o ambiente utilizado. Tal conteno ocorre atravs da manuteno da sua integridade mediante o controle das aes sobre ele atuantes, decorrentes do escoamento, conhecidas como aes sifnicas. Existem tambm aes que independem do escoamento e que podem provocar o rompimento dos fechos hdricos, tais como a evaporao, a tiragem trmica e a ao do vento no topo do tubo de queda, as quais sero comentadas no item 4.2.2.

Entre estas aes vale citar a autossifonagem, a sifonagem induzida e a sobrepresso, as quais tambm sero comentadas no item 4.2.2. So exemplos de desconectores a caixa

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sifonada, o ralo sifonado, o sifo de garrafa e os sifes tubulares do tipo S e tipo P (ver figuras 6 e 7).

Figura 6: Bloqueio de gases no desconector pelo fecho hdrico (Fonte: Gonalves et al., 2000)

Nota: h = altura do fecho hdrico

Figura 7: Tipologias dos desconectores (Fonte: Gonalves et al., 2000)

As caixas sifonadas recebem o esgoto de vrios ramais de descarga, encaminhando-os para o tubo de queda, por meio de um ramal de esgoto (estas definies so apresentadas a seguir), provendo um fecho hdrico coletivo aos diversos aparelhos sanitrios que nele desguam (ver figura 8).

Figura 8: Tipologias dos desconectores (Fonte: Graa, 1985)

Anteriormente, dispunha-se apenas de caixas sifonadas onde as entradas (3 para a caixa 100x100x50 e 7 para a caixa 150x150x50) estavam dispostas seguindo um determinado ngulo (45 ou 90), conforme ilustrado na Figura 9. Atualmente, existe no mercado uma caixa sifonada que permite ngulos diferenciados entre as entradas e a sada da mesma, o que evita uma patologia bastante comum nos SPES no Brasil, o aquecimento das tubulaes para a obteno de desvios. Na Figura 9 ilustrada a referida caixa sifonada.

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Figura 9: Caixas Sifonadas de 3 e 7 entradas com ngulo de 45 ou 90.

Figura 10: Caixas Sifonadas com ngulos diferenciados.

c) Tubulaes

As tubulaes do sistema predial de esgoto sanitrio compreendem os ramais de descarga e de esgoto, tubos de queda, subcoletores e coletores, cujas definies so as seguintes (ver figuras 11 a 13):

- Ramal de Descarga: Tubulao que recebe diretamente efluentes dos aparelhos sanitrios;

- Ramal de Esgoto: Tubulao, usualmente horizontal, que recebe os efluentes dos ramais de descarga, diretamente, ou atravs de um desconector (caixa sifonada, por exemplo);

- Tubo de Queda: Tubulao vertical para a qual se dirigem os efluentes dos ramais de esgoto e de descarga;

- Subcoletor: Tubulao horizontal que recebe efluentes de tubos de queda e/ou dos ramais de esgoto e

- Coletor: a tubulao horizontal que se inicia a partir da ltima insero do subcoletor (ou ramal de descarga ou ramal de esgoto) e estende-se at o coletor pblico ou sistema particular de tratamento e disposio de esgoto.

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Figura 11 Ramal de descarga

Figura 12 Ramal de esgoto

Figura 13 Tubo de queda e subcoletor de esgoto

d) Conexes

Componentes cuja funo interligar tubos, tubos e aparelhos sanitrios, tubos e equipamentos, alm de viabilizar mudanas de direo e dimetros da tubulao. So

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exemplos o t, o cotovelo, a juno simples, curvas, etc., nos mais variados dimetros, conforme ilustra a Figura 14.

Figura 14: Conexes do sistema predial de esgoto sanitrio.

Os desvios na horizontal das tubulaes do sistema de esgoto sanitrio devem ser efetuados com peas com ngulo central igual ou inferior a 45. Em funo disso, as conexes disponveis no mercado possibilitavam desvios a 45 ou a 90 (vertical ou horizontal). Atualmente, dispe-se de algumas conexes que permitem desvios em ngulos variveis, sempre inferiores a 45, tal como a representada na Figura 15. Este tipo de conexo evita o aquecimento de tubos para a obteno de desvios.

Figura 15: Conexo Curvar.

e) Caixa de Gordura

Trata-se de um componente complementar, cuja finalidade a reteno de substncias gordurosas contidas no esgoto. Na Figura 16 apresentado um esquema de uma caixa de gordura pr-fabricada, em material plstico e na Figura 17 ilustra-se uma caixa de gordura em argamassa.

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Figura 16: Caixa de gordura pr-fabricada em material plstico.

Figura 17: Caixa de gordura em argamassa.

f) Dispositivos de Inspeo

So componentes complementares por meio dos quais se tem acesso ao interior do sistema, de maneira a possibilitar inspees e desobstrues eventuais. A caixa de inspeo (figuras 18 e 19) e as conexes com uma das derivaes com um plug ou com um tampo (cap) so dispositivos de inspeo bastante usados (ver figuras 20 a 22).

Figura 18: Caixa de inspeo pr-fabricada em material plstico

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PLANTA PLANTA

Figura 19: Caixa de inspeo em argamassa.

Figura 20 Componentes de inspeo com plugs e tampes (caps) em ts sanitrios e junes simples

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Figura 21 Componentes de inspeo com visita: joelho 90, curva 90 e tubo operculado.

Figura 22: Juno simples com plug.

2.2.2.2 Subsistema de Ventilao O subsistema de ventilao pode ser composto apenas de ventilao primria ou pelo conjunto de ventilao primria e secundria. A ventilao primria constitui-se no prolongamento do tubo de queda alm da cobertura do prdio, denominado tubo ventilador primrio, enquanto que a ventilao secundria consiste de ramais e colunas de ventilao ou apenas de colunas de ventilao (ver figura 23).

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Figura 23 Tubo ventilador primrio, coluna, ala e ramal de ventilao.

No obstante, a ventilao secundria pode ser configurada tambm pela utilizao de dispositivos de admisso de ar, os quais podem substituir ramais e colunas de ventilao, conforme FERNANDES (1993), conforme ilustrado na figura 24.

Figura 24 Instalao de vlvula de admisso de ar para a ventilao secundria

A eficincia deste subsistema ser satisfatria na medida em que os fechos hdricos sejam preservados. As definies destes componentes so as seguintes (ver figura 25):

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- Tubo Ventilador Primrio: o prolongamento do tubo de queda alm da cobertura do prdio, cuja extremidade deve ser aberta atmosfera;

- Ramal de Ventilao: Tubulao que conecta o desconector, ramal de descarga ou ramal de esgoto coluna de ventilao;

- Coluna de Ventilao: Tubulao vertical que abrange um ou mais andares, com a extremidade superior aberta ou conectada a um barrilete de ventilao;

- Barrilete de Ventilao: Consta de uma tubulao horizontal aberta atmosfera, na qual so conectadas as colunas de ventilao, quando necessrio;

- Dispositivos de Admisso de Ar: Elementos cuja finalidade a atenuao das flutuaes das presses pneumticas desenvolvidas no interior das tubulaes, cuja ilustrao foi apresentada anteriormente na figura 24).

Figura 25: Componentes do subsistema de ventilao (Fonte: Fernandes, 1993)

3. TIPOS DE ESCOAMENTOS NO SPES

Os tipos de escoamentos que se estabelecem em um sistema predial de esgoto sanitrio variam por trechos das tubulaes. Com relao ao subsistema de coleta e transporte do esgoto sanitrio, nos trechos horizontais (ramais de descarga e de esgoto, subcoletores e coletores) admite-se que o escoamento seja em canal (ver Figura 26).

Nos trechos verticais (tubo de queda), o escoamento anelar, isto , uma lmina de gua escoa pelas paredes do tubo em forma de anel e, no interior deste, h escoamento de ar (ver Figura 26). Quanto ao subsistema de ventilao, admite-se que o escoamento de ar desenvolva-se sob regime permanente e forado.

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horizontal

vertical

Figura 26: Escoamento nos trechos horizontais e verticais do SPES.

4. FENMENOS OCORRENTES NO SISTEMA PREDIAL DE ESGOTO SANITARIO 4.1 Estabelecimento da Velocidade Terminal Conforme j comentado no item anterior, o escoamento de esgoto no tubo de queda considerado anelar, isto , o esgoto escoa no formato de um cilindro oco, aderido parede do tubo. A velocidade de escoamento deste cilindro crescente at atingir um valor mximo e constante, a qual denominada de velocidade terminal.

A distncia ao longo do eixo do tubo de queda, entre o ramal mais a jusante que est contribuindo (de cima para baixo) e o ponto onde o escoamento atinge a velocidade terminal denominada de comprimento terminal. Este comprimento relativamente curto, situando-se normalmente entre 3,0 e 4,0 m.

A determinao da velocidade e comprimento terminais importante para a estimativa das vazes de ar no ncleo do tubo de queda, conforme ser abordado posteriormente. A Figura 27 apresenta o perfil de distribuio de velocidades na seo transversal.

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Figura 27: Perfil de distribuio de velocidades (Fonte: Fernandes, 1993)

4.2 Aes sobre os fechos hdricos 4.2.1 Aes Decorrentes do Escoamento O escoamento do esgoto nas tubulaes horizontais deve ser a conduto livre e nos trechos verticais deve ser anelar, uma vez que deve ser evitado o desenvolvimento de cargas hidrostticas no interior das tubulaes, conforme WILY; EATON (1965).

Estas restries tambm podem evitar distrbios excessivos das presses pneumticas no interior do sistema, que podem ter origem nos fenmenos de autossifonagem, sifonagem induzida e sobrepresso, de acordo com a AMERICAN SOCIETY OF PLUMBING ENGINEERS (ASPE, 1991).

A autossifonagem atua sobre um fecho hdrico quando atravs deste ocorre uma descarga. Nesta situao, desenvolve-se uma depresso a jusante do fecho hdrico, o qual poder ser rompido, dependendo da magnitude desta depresso. A figura 28 ilustra o desenvolvimento deste fenmeno.

A sifonagem induzida, igualmente, impe depresses a jusante de um determinado fecho hdrico, com a diferena que o escoamento no se desenvolve atravs deste fecho hdrico, mas sim ao longo de outras tubulaes a ele conectadas, conforme se observa na Figura 29.

Por outro lado, quando a jusante do fecho hdrico forem desenvolvidas presses positivas, ocorre a sobrepresso. Este fenmeno pode fazer com que os gases borbulhem atravs do fecho hdrico e atinjam o ambiente. A Figura 30 apresenta tais fenmenos, onde se percebe que a sobrepresso surge em regies prximas ao encontro do tubo de queda com o subcoletor, devido mudana de direo do escoamento.

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a) cuba cheia de gua

b) inicio do escoamento

c) estabelecimento da presso negativa do escoamento

d) o fecho hdrico aspirado e o ar passa a borbulhar atravs do sifo. O borbulhamento arrasta a gua do fecho hdrico

e) restabelecimento do fecho hdrico, com o equilbrio de presses, o fecho hdrico oscila;

f) estabelecimento do fecho hdrico residual.

Figura 28: Desenvolvimento da autossifonagem

Figura 29: Sifonagem induzida (Fonte: Graa, 1985)

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Figura 30: Sifonagem induzida e sobrepresso (Fonte: Graa, 1985)

Em ASPE (1991) salientado tambm o problema gerado pela formao de espumas, devido ao uso de detergentes. A espuma dificulta a ventilao do sistema e tende a propagar-se atravs das tubulaes nos primeiros andares, podendo atingir os fechos hdricos e, conseqentemente, penetrar nos ambientes (ver figura 31).

Figura 31 Fenmeno do retorno de espuma

4.2.2 Aes Independentes do Escoamento A evaporao, a tiragem trmica e a ao do vento no topo do tubo de queda so fenmenos que podem atuar nos fechos hdricos independentemente do sistema estar em uso.

A tiragem trmica funo da diferena entre as temperaturas do ar no interior das tubulaes (temperatura interna) e no meio ambiente (temperatura externa).

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Se a temperatura interna for superior externa, se desenvolvero depresses pneumticas no interior do tubo de queda, uma vez que neste caso o ar tende a sair do tubo de queda para atingir o meio ambiente. Sendo a temperatura interna inferior externa, inverte-se o sentido do fluxo do ar e sobrepresses se estabelecero no interior do tubo de queda. (Figura 32).

Nota: htq= altura do tubo de queda.

i = densidade do ar interno. e = densidade do ar externo.

Figura 32: Tiragem trmica (no) em tubo de queda. (Fonte: Graa, 1985)

A ao do vento no topo do tubo de queda pode gerar depresses ou sobrepresses no interior do sistema, o que depende da posio da extremidade do tubo de queda em relao cobertura da edificao. A Figura 33 ilustra o fenmeno.

Nota: Ve = velocidade do vento.

Figura 33: Efeito do vento em terminais do tubo de queda (Fonte: Graa, 1985)

As perdas de fecho hdrico por evaporao dependem do tempo de exposio do mesmo ao ambiente (maior tempo de exposio causa maior perda), temperatura e umidade relativa do ar ambiental e do coeficiente de evaporao do sifo. Em locais onde se associam altas temperaturas e baixos valores de umidade relativa do ar, maiores so as perdas por evaporao.

Outro fenmeno ainda a ser citado o congelamento do fecho hdrico, que pode ocorrer em regies de baixa temperatura, inviabilizando assim o escoamento, no sendo comum no Brasil.

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5. CLASSIFICAO DOS SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTOS SANITRIOS 5.1 Critrio de Classificao O critrio bsico de classificao do Sistema Predial de Esgoto Sanitrio refere-se ao tipo de ventilao existente no mesmo. Assim, tem-se as seguintes tipologias bsicas:

a) SPES com ventilao primria e secundria e

b) SPES apenas com ventilao primria.

Todavia, existem tipologias alternativas, dentre as quais salientam-se:

a) SPES com dispositivos de admisso de ar;

b) Sistema Sovent e

c) Sistema Gustavsberg.

5.2 Tipologias Bsicas 5.2.1 SPES com ventilao primria e secundria a) Ventilao mediante tubo ventilador primrio, coluna e ramais de ventilao.

Esta tipologia encontra-se ilustrada na Figura 34. A linha contnua representa o subsistema de coleta e transporte de esgotos sanitrios (aparelhos sanitrios, ramais de descarga e de esgoto, tubo de queda, subcoletores e coletores). J a linha tracejada representa o subsistema de ventilao.

O subsistema de ventilao desta tipologia divide-se em primrio e secundrio. A ventilao primria basicamente a extenso do tubo de queda alm do ramal conectado mais elevado; esta extenso denominada tubo ventilador primrio e sua extremidade fica em contato com a atmosfera. J a ventilao secundria composta de colunas e ramais de ventilao.

Este sistema tambm conhecido como sistema de esgotamento predial totalmente ventilado.

Figura 34: SPES com ventilao por meio de tubo primrio, coluna e ramais de ventilao.

(Fonte: Fernandes, 1993)

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b) Ventilao mediante tubo ventilador primrio e coluna de ventilao.

Esta tipologia diferencia-se da tipologia anterior apenas pelo fato de no apresentar ramais de ventilao (ver figura 35). Neste caso, a ventilao secundria consta somente de uma coluna de ventilao conectada ao tubo de queda ao menos acima de sua base e abaixo de seu topo, havendo geralmente interligaes intermedirias a cada pavimento ou a cada dois pavimentos, mediante tubos ditos tubos ventiladores de alvio.

Este sistema tambm chamado de sistema de esgotamento predial com ventilao reduzida ou sistema de queda nica modificado.

Figura 35: SPES com ventilaopor meio de tubo ventilador primrio e coluna de ventilao.

(Fonte: Fernandes, 1993)

5.2.2 SPES apenas com ventilao primria Nesta tipologia, h apenas previso da ventilao primria, por meio do prolongamento do tubo de queda, conforme anteriormente comentado (ver Figura 36). Este sistema tambm conhecido como sistema de esgotamento predial de queda nica ou sem ventilao secundria.

Figura 36: SPES apenas com ventilao primria (Fonte: Fernandes, 1993)

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5.3 Tipologias Alternativas 5.3.1 SPES com Dispositivos de Admisso de Ar Conforme FERNANDES (1993), os dispositivos de admisso de ar so utilizados no intuito de substituir os ramais e colunas de ventilao, equilibrando as presses pneumticas que normalmente se estabelecem no interior do sistema quando sob solicitao.

Quanto concepo, h dois tipos bsicos de dispositivos de admisso de ar:

vlvulas de admisso de ar sifes autoventilados

a) Vlvulas de Admisso de Ar

As vlvulas de admisso de ar, em funo de suas dimenses e pontos de instalao, dividem-se em dois tipos: vlvulas de topo de tubo de queda e vlvulas para ramais.

As vlvulas de topo de tubo de queda possuem dimenses maiores em relao s para ramais e so instaladas de forma a evitar a perfurao dos telhados para a passagem de ventilao. A Figura 37 ilustra uma vlvula para topo de tubo de queda.

Figura 37: Vlvulas de admisso de ar de topo de tubo de queda (Fonte: Fernandes, 1993)

As vlvulas para ramais podem ser instaladas no topo do tubo de queda, porm, para a instalao no tubo de queda h limitaes a serem observadas quanto a somatria das Unidades de Contribuio de Hunter (UHCs) e do dimetro do tubo de queda. A Figura 38 apresenta a estrutura da vlvula para ramais. A Figura 39 apresenta os posicionamentos possveis das vlvulas.

Figura 38: Componentes da vlvula de admisso de para ramais (Fonte: Fernandes, 1993)

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Figura 39: Posicionamento das vlvulas de admisso de ar (Fonte: Catlogo de fabricante)

Ambos os tipos de vlvulas apresentam o mesmo mecanismo de funcionamento, conforme pode ser observado na Figura 40. Quando ocorrem depresses pneumticas no interior da tubulao, o diafragma abre-se, possibilitando, assim, o acesso de ar para o interior da mesma equilibrando, consequentemente, a presso pneumtica. Atingido tal equilbrio, o diafragma fecha-se e obstrui a sada dos gases.

Figura 40: Princpio de funcionamento das vlvulas de admisso de ar (Fonte: Fernandes, 1993)

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b) Sifes Autoventilados

Os sifes autoventilados (ver figura 41) possuem um mecanismo acoplado que viabiliza sua autoventilao quando surgem depresses pneumticas no interior dos respectivos ramais, conforme FERNANDES (1993).

Figura 41 Sifo autoventilado (corte longitudinal)

5.3.2 Sistema SOVENT Este sistema, segundo ASPE (1991), composto, basicamente, pelos seguintes componentes (ver Figura 42):

- um ramal de descarga por andar;

- tubo de queda nico, sem qualquer ventilao secundria;

- uma conexo aeradora por andar;

- uma conexo deaeradora nas mudanas de direo.

Conexo aeradora Conexo deaeradora

Figura 42: Componentes do sistema SOVENT Fonte: Fernandes, 1993.

Tanto a conexo aeradora, assim como a deaeradora possuem a funo de equilibrar as presses pneumticas no interior da tubulao. As conexes aeradoras equilibram as presses negativas, enquanto os deaeradores aliviam as sobrepresses. Estas conexes encontram-se esquematizadas nas Figuras 43 a 45.

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Figura 43 Sistema SOVENT: conexo aeradora

Figura 44 Sistema SOVENT: conexo deaeradora

. Figura 45: Conexes do sistema Sovent (Fonte: Fernandes, 1993)

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5.3.3 Sistema Gustavsberg O objetivo deste sistema atender os requisitos bsicos de um SPES, viabilizando concomitantemente economia no consumo de gua e reduo das quantidades e dimetros das tubulaes. Os componentes deste sistema so os seguintes:

- Bacia sanitria com caixa acoplada de volume reduzido de descarga; - Diafragma instalado entre a bacia sanitria e o ramal de descarga, cuja funo

aumentar a capacidade de sifonagem da bacia; - Tubulaes em PVC, cujos dimetros so reduzidos em conformidade aos volumes

reduzidos de descarga; - Reservatrio com sifo, no qual um certo volume de esgoto ser acumulado,

viabilizando posterior carregamento dos dejetos, de maneira a garantir a auto-limpeza das tubulaes.

A Figura 46 ilustra o detalhe da bacia sanitria com caixa acoplada, reservatrio com sifo e diafragma. O nvel a indica o limite de reservao de guas residuais oriundas de diversos aparelhos sanitrios. As Figuras 47 e 48 apresentam, respectivamente, os componentes e o princpio de funcionamento do referido sistema.

Figura 46: Componentes do sistema Gustavsberg (Fonte: Graa, 1985)

Figura 47 Sistema Gustavsberg

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Atingido o nvel a, na seguinte descarga o sifo b preenchido de esgoto, a ponto de gerar uma autossifonagem no reservatrio.

A ao de autossifonagem esvazia o reservatrio; na seqncia, mais ar succionado, ventilando desta forma o sistema.

Figura48: Funcionamento do sistema Gustavsberg (Fonte: Graa, 1985)

6. PROJETO DO SISTEMA PREDIAL DE ESGOTO SANITRIO Neste captulo apresentada, inicialmente, a estrutura bsica de um projeto do sistema predial de esgoto sanitrio. Posteriormente, encontram-se algumas recomendaes tcnicas relacionadas ao desenvolvimento do projeto propriamente dito.

6.1 Estrutura Bsica As etapas do projeto do SPES so as seguintes:

1) concepo;

2) dimensionamento;

3) elaborao do projeto de produo;

4) quantificao e oramentao;

5) elaborao do projeto como construdo (as built).

Inicialmente, concebe-se o SPES estabelecendo-se uma configurao que dever ter um desempenho adequado diante das diversas solicitaes previstas. Devem ser considerados igualmente nesta fase fatores como a integrao deste sistema com os demais sistemas da edificao, a normalizao vigente, materiais e componentes disponveis no mercado, etc.

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Concebido o SPES e definida uma configurao, procede-se o dimensionamento do mesmo, onde as dimenses obtidas devero atender s solicitaes previstas. Concludo o dimensionamento do sistema, elabora-se o projeto para a produo, o qual consta de simbologia utilizada, representaes grficas e um conjunto de documentos. A representao grfica deve conter, basicamente, o seguinte:

- planta baixa da cobertura, do pavimento tipo, do trreo e do subsolo, apresentando os tubos de queda, ramais, desvios, colunas de ventilao e dispositivos diversos;

- planta baixa do pavimento inferior, apresentando os subcoletores, coletores, dispositivos de inspeo, pontos de emisso dos esgotos sanitrios, entre outros detalhes especficos;

- esquema vertical (fluxograma) sem escala, no qual sero apresentados os principais componentes do sistema;

- plantas dos ambientes sanitrios apresentando o traado e dimetros das tubulaes, normalmente em escala 1:20 ou 1:25;

- detalhes especficos.

No Anexo B so apresentadas a simbologia e algumas representaes grficas usualmente empregadas no projeto dos SPES.

A documentao bsica, por sua vez, a seguinte:

a) memorial descritivo;

b) memria de clculo;

c) especificaes tcnicas;

d) quantificao; e,

e) oramentao.

Conforme BAZZO e PEREIRA (1993), o memorial descritivo deve apresentar, basicamente, as caractersticas da soluo proposta. As justificativas dos mtodos e tcnicas para atingir tal soluo tambm devem ser apresentadas. A memria de clculo consta da apresentao de todo o dimensionamento e as referncias normativas. As especificaes tcnicas devem conter a especificao comercial dos materiais e os detalhes construtivos, entre outras informaes julgadas importantes.

Na seqncia realiza-se a quantificao e a oramentao dos componentes do sistema. O projeto as built, por fim, registrar aqueles detalhes executivos que no seguiram o projeto de produo visando-se, assim, ter o registro fiel do sistema instalado.

6.2 Recomendaes Gerais As seguintes recomendaes so de carter geral e esto em conformidade com a NBR-8160 (ABNT,1999). Recomendaes mais especficas devem ser observadas na norma citada.

a) Todos os aparelhos sanitrios devem ser protegidos por desconectores, os quais podem atender apenas um aparelho ou a um conjunto de aparelhos de um mesmo ambiente.

b) As caixas sifonadas podem ser utilizadas para a coleta dos despejos de conjuntos de aparelhos sanitrios (lavatrios, bids, chuveiros) de um mesmo ambiente, alm de guas provenientes de lavagens de pisos; neste caso as caixas sifonadas devem ser providas de grelhas. Quanto s bacias sanitrias, as mesmas j so providas internamente de um desconector, devendo, assim, ser ligadas diretamente ao tubo de queda (Figura 49).

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Figura 49: Bacia sanitria ligada diretamente ao tubo de queda

c) Devem ser previstos dispositivos de inspeo nos ramais de descarga de pias de cozinha e mquina de lavar louas (ver Figura 50).

d) Os tubos de queda devem, sempre que possvel, ser instalados em um nico alinhamento. Quando necessrios, os desvios devem ser feitos com peas com ngulo central igual ou inferior a 90, de preferncia com curvas de raio longo ou duas curvas de 45. Devem ser observadas as regies de sobrepresso nos desvios de tubos de queda (figura 51) onde no podem ser ligados ramais de descarga e ramais de esgoto.

Figura 50: Dispositivos de inspeo nos ramais de descarga das pias de cozinha e mquina de lavar roupas

30

Figura 51 Desvios de tubos de queda a 45 e 90 e correspondentes zonas de sobrepresso

e) Em edifcios de dois ou mais andares, quando os tubos de queda recebem efluentes contendo detergentes geradores de espuma, pelo menos uma das seguintes solues, a fim de evitar o retorno de espuma para os ambientes sanitrios, deve ser adotada:

- no conectar as tubulaes de esgoto e de ventilao nas regies de ocorrncia de sobrepresso (figura 51);

- instalar de dispositivos que evitem o retorno de espuma.

- atenuar a sobrepresso atravs de desvios do tubo de queda para a horizontal, utilizando uma curva de 90 de raio longo ou duas curvas de 45 (figura 52);

Figura 52 Conexes recomendadas para bases de tubos de queda e de seus desvios

So consideradas regies de sobrepresso (ver Figura 53):

- o trecho, de comprimento igual a 40 dimetros, imediatamente a montante de desvio para horizontal, o trecho de comprimento igual a 10 dimetros imediatamente a jusante do mesmo desvio e o trecho horizontal de comprimento igual a 40 dimetros imediatamente a montante do prximo desvio;

- o trecho, de comprimento igual a 40 dimetros, imediatamente a montante da base do tubo de queda e o trecho do coletor ou subcoletor imediatamente a jusante da mesma base;

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- os trechos a montante e a jusante o primeiro desvio na horizontal do coletor ou subcoletor, com comprimento igual a 40 dimetros e a 10 dimetros, respectivamente;

- o trecho da coluna de ventilao, para o caso de sistemas com ventilao secundria, com comprimento igual a 40 dimetros, a partir da ligao da base da coluna com o tubo de queda ou ramal de esgoto.

Figura 53: Zonas de sobrepresso.

f) Para pias de cozinha e mquinas de lavar louas, devem ser previstos tubos de queda especiais com ventilao primria; estes tubos devem descarregar em uma caixa de gordura coletiva.

g) Recomenda-se o uso de caixas de gordura para efluentes que contenham resduos gordurosos.

h) As pias de cozinha e/ou mquinas de lavar louas instaladas superpostas em vrios pavimentos devem descarregar em tubos de queda exclusivos, os quais conduzem os esgotos para caixas de gordura coletivas; sendo vetado o uso de caixas de gordura individuais nos andares.

i) O interior das tubulaes deve ser sempre acessvel atravs de dispositivos de inspeo.

j) Desvios em tubulaes enterradas devem ser feitos empregando-se caixas de inspeo.

l) A extremidade aberta de um tubo ventilador primrio ou coluna de ventilao:

- deve elevar-se verticalmente pelo menos 0,30 m acima da cobertura; todavia, quando esta atender outros fins alm de simples cobertura, a elevao vertical deve ser, no mnimo, de 2,00 m (ver Figura 54); no sendo conveniente o referido prolongamento, pode ser usado um barrilete de ventilao.

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Figura 54 Extremidade de tubo ventilador primrio (prolongamento de tubo de queda) ou coluna de ventilao

- deve conter um terminal tipo chamin (chapu chins), t ou outro dispositivo que impea a entrada das guas pluviais diretamente ao tubo de ventilao. Para evitar a entrada de insetos e pequenos animais na tubulao, bem como impedir a formao de ninhos de pssaros, recomendada a instalao de tela de malha fina nas extremidades abertas dos terminais de ventilao (ver figura 55).

Figura 55 Terminais de ventilao

m) Todo o desconector deve ser ventilado. A distncia mxima de um desconector at o ponto onde o tubo ventilador que o serve est conectado consta na Tabela 1. A distncia mnima deve ser de pelo menos duas vezes o dimetro do ramal de descarga ou ramal de esgoto (ver figura 56).

Tabela 1: Distncias mxima e mnima de um desconector ao tubo ventilador.

Dimetro nominal do ramal de descarga DN

Distncia mxima

(m)

Distncia mnima

(m) 40 1,00 0,08 50 1,20 0,10 75 1,80 0,15 100 2,40 0,20

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Figura 56 Distncia mnima para insero de tubo ventilador secundrio em ramal de esgoto

n) O projeto do subsistema de ventilao deve ser feito de modo a impedir o acesso de esgoto sanitrio ao interior do mesmo. Em conseqncia, a insero de um tubo ventilador secundrio num ramal de descarga ou de esgoto deve ser sempre feita de topo a 90 preferencialmente, sendo admissvel inseres feitas a at 45 (ver figura 57).

Figura 57 Formas de insero admissveis de tubo ventilador secundrio em ramal de esgoto

o) O tubo ventilador primrio e a coluna de ventilao devem ser verticais e, sempre que possvel, instalados em uma nica prumada, evitando-se desvios de verticalidade.

p) Toda coluna de ventilao deve ter:

- dimetro uniforme;

- a extremidade inferior ligada a um subcoletor ou a um tubo de queda, em ponto situado abaixo da ligao do primeiro ramal de esgoto ou de descarga, ou neste ramal de esgoto ou de descarga (ver figura 58);

- a extremidade superior situada acima da cobertura do edifcio, ou ligada a um tubo ventilador primrio a 0,15 m, ou mais, acima do nvel de transbordamento da gua do mais elevado aparelho sanitrio por ele servido1 (ver figura 59).

q) Quando no for conveniente o prolongamento de cada tubo ventilador at acima da cobertura, pode ser usado um barrilete de ventilao.

1 Entende-se por nvel de transbordamento da gua do mais alto dos aparelhos sanitrios aquele referente aos aparelhos sanitrios com seus desconectores ligados a tubulao de esgoto primrio (bacias sanitrias, pias de cozinha, tanques de lavar, etc) excluindo-se aparelhos sanitrios que despejem em ralos sifonados de piso. No devem ser considerados como pontos mais altos de transbordamento as grelhas dos ralos sifonados de piso, quando o ramal a ser ventilado serve tambm para outros aparelhos no ligados diretamente aos mesmos.

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Figura 58 Possibilidades de ligao da extremidade inferior de coluna de ventilao

Figura 59 Ligao da extremidade superior de coluna de ventilao em tubo ventilador primrio

r) As ligaes da coluna de ventilao aos demais componentes do sistema de ventilao ou do sistema de esgotos sanitrios devem ser feitas com conexes apropriadas:

- quando feita em uma tubulao vertical, a ligao deve ser executada por meio de juno a 45;

- quando feita em uma tubulao horizontal, deve ser executada acima do eixo da tubulao, elevando-se o tubo ventilador de uma distncia de at 0,15 m, ou mais, acima do nvel de transbordamento da gua do mais alto dos aparelhos sanitrios por ele ventilados, antes de ligar-se a outro tubo ventilador, respeitando-se o que se segue:

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a ligao ao tubo horizontal deve ser feita por meio de t 90 ou juno 45, com a derivao instalada em ngulo, de preferncia, entre 45 e 90 em relao ao tubo de esgoto, conforme a figura 60;

quando no houver espao vertical para a soluo apresentada no item acima, podem ser adotados ngulos menores, com o tubo ventilador ligado somente por juno 45 ao respectivo ramal de esgoto e com seu trecho inicial instalado em aclive mnimo de 2%, conforme a figura 61;

a distncia entre o ponto de insero do ramal de ventilao ao tubo de esgoto e o cotovelo de mudana do trecho horizontal para a vertical deve ser a mais curta possvel.

Figura 60: Insero de tubo ventilador secundrio em ramal de esgoto.

Figura 61 Insero de tubo ventilador secundrio a 45 em ramal de esgoto

s) Quando no for possvel ventilar o ramal de descarga da bacia sanitria ligada diretamente ao tubo de queda, o tubo de queda pode ser ventilado imediatamente abaixo da ligao do ramal da bacia sanitria (ver Figura 62).

t) dispensada a ventilao do ramal de descarga de uma bacia sanitria ligada atravs de ramal exclusivo a um tubo de queda a uma distncia mxima de 2,40m (conforme Tabela 1), desde que esse tubo de queda receba, do mesmo pavimento, imediatamente abaixo, outros ramais de esgoto ou de descarga devidamente ventilados, conforme Figura 63.

u) Bacias sanitrias instaladas em bateria devem ser ventiladas por um tubo ventilador de circuito ligando a coluna de ventilao ao ramal de esgoto na regio entre a ltima e a penltima bacia sanitria, conforme a Figura 64. Deve ser previsto um tubo ventilador suplementar a cada grupo de, no mximo, oito bacias sanitrias, contadas a partir da mais prxima ao tubo de queda.

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Figura 62: Ligao de ramal de ventilao: impossibilidade de ventilao do ramal de descarga da bacia sanitria.

Figura 63: Dispensa de ventilao de ramal de descarga de bacia sanitria.

Figura 64: Ventilao em circuito.

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7. DIMENSIONAMENTO As tubulaes do SPES podem ser dimensionadas pelo Mtodo das Unidades de Hunter de Contribuio (UHC) ou pelo Mtodo Hidrulico devendo, em qualquer um dos casos, ser respeitados os dimetros mnimos dos ramais de descarga apresentados na Tabela 2.

7.1 Mtodo das Unidades de Hunter de Contribuio (UHC) Este mtodo baseia-se na atribuio de um certo nmero de Unidades de Hunter de Contribuio (UHC) para cada aparelho sanitrio integrante do SPES em questo. Tais unidades constam na NBR 8160:1999 e se encontram reproduzidos na Tabela 2. Definidas as UHC dos aparelhos sanitrios integrantes do sistema, inicia-se o dimensionamento dos demais componentes, conforme apresentado a seguir.

Tabela 2: Unidades de Hunter de Contribuio dos aparelhos sanitrios e dimetro nominal mnimo dos ramais de descarga

.Aparelho sanitrio

Nmero de Unidades de

Hunter de Contribuio

Dimetro nominal mnimo do ramal de

descarga DN

bacia sanitria 6 100(1) banheira de residncia 2 40 bebedouro 0,5 40 bid 1 40 chuveiro de residncia 2 40

coletivo 4 40 lavatrio de residncia 1 40

de uso geral 2 40 mictrio vlvula de

descarga 6 75

caixa de descarga

5 50

descarga automtica

2 40

de calha 2 (2) 50 pia de cozinha residencial 3 50

pia de cozinha industrial

preparao 3 50

lavagem de panelas

4 50

tanque de lavar roupas 3 40 mquina de lavar louas 2 50(3) mquina de lavar roupas 3 50 (3) (1) O dimetro nominal DN mnimo para o ramal de descarga de bacia sanitria pode ser reduzido para DN75, caso

justificado pelo clculo de dimensionamento efetuado pelo mtodo hidrulico apresentado no anexo B e somente depois da reviso da norma NBR 6452:1985 (aparelhos sanitrios de material cermico) pela qual os fabricantes devem confeccionar variantes das bacias sanitrias com sada prpria para ponto de esgoto de DN75, sem necessidade de pea especial de adaptao.

(2) Por metro de calha considerar como ramal de esgoto (ver Tabela 5) (3) Devem ser consideradas as recomendaes dos fabricantes.

(Fonte: ABNT, 1999).

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7.1.1 Subsistema de Coleta e Transporte de Esgoto Sanitrio

a) Tubulaes

- Ramais de Descarga

Para os ramais de descarga devem ser adotados, no mnimo, os dimetros apresentados na Tabela 2. Para aparelhos no relacionados nesta tabela, devem ser estimadas as UHC correspondentes e o dimensionamento deve ser feito pela Tabela 3.

Tabela 3: Unidades de Hunter de contribuio para aparelhos no relacionados na Tabela 2 (Fonte: ABNT,1999)

Dimetro nominal mnimo do ramal de descarga

Nmero de unidades de Hunter de contribuio

(DN) (UHC) 40 2 50 3 75 5 100 6

Exemplo 1: Dimensionar os ramais de descarga da instalao sanitria com 1 bacia sanitria com vlvula de descarga, 1 lavatrio, 1 bid, 1 banheira e 1 ducha, com base no mtodo das Unidades Hunter de Contribuio.

Cada trecho de tubulao de esgoto correspondente a um ramal de descarga identificado com letras ou nmeros em ambas as extremidades (ex: na figura 65, o ramal de descarga do lavatrio (LV) corresponde ao trecho 2 - 4).

Para melhor ordenamento do processo de dimensionamento e facilidade de conferncia posterior, cada trecho pode ser lanado numa planilha de clculo (Planilha 1), com indicao do aparelho sanitrio a montante e correspondente valor da UHC (Tabela 2), seguido do conseqente dimetro nominal DN (Tabela 2);

Figura 65 Identificao dos trechos correspondentes aos ramais de descarga

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Planilha 1 Dimensionamento de ramais de descarga APARELHOS SANITRIOS CONTRIBUINTES NO TRECHO BD BH BS CH LV

RAMAL DE DESCARGA Trecho

qte UHC qte UHC qte UHC qte UHC qte UHC UHC DN 1 - 4 1 1 1 40 2 - 4 1 1 1 40 3 - 4 1 2 2 40 5 - 6 1 6 6 100

BD bid BH banheira BS bacia sanitria CH chuveiro LV - lavatrio

O resultado do dimensionamento transferido para cada ramal de descarga da instalao sanitria, conforme ilustrado na figura 66.

Figura 66 Indicao dos dimetros nominais dos ramais de descarga

- Ramais de esgoto

Neste caso, deve ser utilizada a Tabela 4. Recomenda-se ainda, com relao s declividades mnimas:

- 2% para tubulaes com dimetro nominal (DN) igual ou inferior a 75, e

- 1% para tubulaes com dimetro nominal (DN) igual ou superior a 100.

Cada trecho de tubulao de esgoto correspondente a ramal de esgoto identificado com letras ou nmeros em ambas as extremidades (ex: na figura 67, o ramal de esgoto a jusante da caixa sifonada corresponde ao trecho 4 - 6);

Cada trecho lanado numa planilha de clculo (Planilha 2), com indicao dos aparelhos sanitrios a montante de cada trecho e correspondentes valores de UHC (Tabela 2), seguidos do conseqente dimetro nominal DN (Tabela 4);

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Tabela 4: Dimensionamento de ramais de esgoto (Fonte: ABNT, 1999)

Dimetro nominal do tubo (DN)

Nmero mximo de Unidades de Hunter de Contribuio

(UHC) 40 3 50 6 75 20 100 160

Planilha 2 Dimensionamento de ramais de esgoto APARELHOS SANITRIOS ACUMULADOS AT O TRECHO BD BH BS CH LV

RAMAL DE ESGOTO Trecho

qte UHC qte UHC qte UHC qte UHC qte UHC UHC DN 4 - 6 1 1 1 2 1 2 1 1 6 50 6 - 7 1 1 1 2 1 6 1 2 1 1 12 100*

(*) Apesar da Tabela 4 indicar DN 75 para UHC = 12, foi adotado DN 100 para este trecho de ramal de esgoto porque o ramal de descarga da bacia sanitria a montante j possui DN 100 e no deve haver reduo de dimetro no sentido do escoamento em trechos subsequentes.

O resultado do dimensionamento transferido para cada ramal de esgoto do sistema:

Figura 67 Indicao dos dimetros nominais dos ramais de esgoto e resultado do dimensionamento dos

ramais de descarga e de esgoto.

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- Tubos de Queda

Os tubos de queda devem ser dimensionados pela somatria das UHC conforme a Tabela 5. Todavia, quando apresentarem desvios da vertical, os tubos de queda devem ser dimensionados da seguinte forma (ver figura 68):

I) quando o desvio formar ngulo inferior a 45 com a vertical, o tubo de queda dimensionado pela Tabela 5;

Figura 68 Desvios a 45 e a 90 em tubo de queda

II) quando o desvio formar ngulo superior a 45 com a vertical, deve-se dimensionar:

a parte do tubo de queda acima do desvio como um tubo de queda independente, com base no nmero de unidades Hunter de contribuio dos aparelhos acima do desvio, de acordo com a Tabela 5; e a parte horizontal do desvio de acordo com a Tabela 6, uma vez que, neste caso, o trecho tratado como subcoletor;

a parte do tubo de queda abaixo do desvio com base no nmero de unidades Hunter de contribuio de todos os parelhos que descarregam neste tubo de queda, de acordo com a Tabela 5, no podendo o dimetro adotado, neste caso, ser menor do que o da parte horizontal. Ver a figura 69, a qual ilustra a geometria dos desvios e opes de ventilao.

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Figura 69: Desvios do tubo de queda (Fonte: ABNT, 1999)

Tabela 5: Dimensionamento de tubos de queda.

Nmero mximo de Unidades de Hunter de Contribuio (UHC)

Dimetro nominal do tubo

(DN) Prdio de at 03 pavimentos

Prdio com mais de 03 pavimentos

40 4 8 50 10 24 75 30 70 100 240 500 150 960 1900 200 2200 3600 250 3800 5600 300 6000 8400

(Fonte: ABNT, 1999)

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Tabela 6: Dimensionamento de subcoletores e coletor predial.

Dimetro nominal do tubo (DN)

Nmero mximo de Unidades Hunter de Contribuio em funo das declividades mnimas

(%) 0,5 1 2 4

100 --- 180 216 250 150 --- 700 840 1000 200 1400 1600 1920 216 250 2500 2900 3500 840 300 3900 4600 5600 1920 400 7000 8300 10000 3500

(Fonte: ABNT, 1999)

Exemplo 2: Dimensionar, pelo mtodo das UHC, um tubo de queda sem desvios, que coleta despejos de um mesmo banheiro em 15 andares de um edifcio residencial, a saber, do 17o. ao 3o. pavimentos-tipo, cada qual contribuindo com 1 BS, 1 LV, 1 BD, 1 BH e 1 CH (a mesma instalao sanitria do Exemplo 1). Ver figura 70.

Figura 70 Tubo de queda E-1 a ser dimensionado pelo mtodo das UHC

Cada trecho lanado numa planilha de clculo (Planilha 3), com indicao dos aparelhos sanitrios contribuintes e correspondentes valores de UHC (Tabela 2), seguidos do conseqente dimetro nominal DN (Tabela 5 coluna Prdio com mais de 3 pavimentos);

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Planilha 3 Dimensionamento de tubo de queda

APARELHOS SANITRIOS ACUMULADOS AT A BASE TUBO DE QUEDA BD BH BS CH LV

qte UHC qte UHC qte UHC qte UHC qte UHC UHC DN 15 15 15 30 15 90 15 30 15 15 180 100

O resultado do dimensionamento transferido para o esquema com o tubo de queda, conforme figura 71.

Figura 71 Indicao do dimetro do tubo de queda E-1

- Coletor Predial e Subcoletores:

O coletor predial e os subcoletores podem ser dimensionados pela somatria das UHC conforme a Tabela 6. O coletor predial deve ter, no mnimo, DN igual a 100.

No dimensionamento do coletor predial e dos subcoletores em prdios residenciais, deve ser considerado apenas o aparelho de maior descarga de cada banheiro para a somatria do nmero de unidades Hunter de contribuio.

Nos demais casos, devem ser considerados todos os aparelhos contribuintes para o clculo do nmero de UHC.

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Exemplo 3: Dimensionar pelo mtodo das UHC o subcoletor subseqente ao tubo de queda E-1 do Exemplo 2 anterior.

Como se trata de edifcio residencial, considerado apenas o aparelho sanitrio de maior contribuio de cada banheiro, a saber, a bacia sanitria com UHC = 6. Para todo o tubo de queda tem-se ento UHC = 15 x 6 = 90.

Entrando na Tabela 6 com UHC = 90 para tubo com declividade i = 1% resulta DN 100 para o subcoletor.

b) Desconectores

Os desconectores devem atender aos seguintes requisitos:

I) ter fecho hdrico com altura mnima de 0,05 m;

II) apresentar orifcio de sada com dimetro igual ou superior ao do ramal de descarga a ele conectado.

As caixas sifonadas devem ser dimensionadas conforme a Tabela 7.

Tabela 7: Dimensionamento das caixas sifonadas. Dimetro Nominal DN

(mm)

Valor mximo de UHC a montante da caixa sifonada

100 06 125 10 150 15

(Fonte: ABNT, 1999)

No caso das caixas sifonadas especiais, o fecho hdrico deve ter altura mnima de 0,20 m; as mesmas devem ser fechadas hermeticamente com tampa facilmente removvel e o orifcio de sada deve ter o dimetro nominal, de no mnimo 75.

Exemplo 4: Dimensionar o ralo sifonado da instalao sanitria do Exemplo 1 anterior, em que UHC = 6.

Entrando com UHC = 6 na Tabela 7, resulta um ralo sifonado com DN 100.

c) Dispositivos Complementares

c.1) Caixas de Gordura

As caixas de gordura so dimensionadas em funo do nmero de cozinhas por elas atendidas. Desta forma, assim procede-se:

- para a coleta de apenas uma pia de cozinha pode ser usada a caixa de gordura pequena;

- para a coleta de uma ou mais cozinhas deve ser usada, pelo menos, a caixa de gordura simples;

- para a coleta de duas a doze cozinhas deve ser usada, pelo menos, a caixa de gordura dupla;

- para a coleta de mais de doze cozinhas, ou ainda, para cozinhas de restaurantes, escolas, hospitais, quartis, etc. devem ser previstas caixas de gordura especiais.

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A tipologia das caixas de gordura em funo de suas dimenses caractersticas apresentada na Tabela 8. A figura 72apresenta exemplos de caixas de gordura cilndricas pr moldadas.

Tabela 8: Tipologia das caixas de gordura em funo das dimenses caractersticas Caractersticas Tipologia

Caixa de Gordura Pequena

(CGP)

Caixa de Gordura Simples (CGS)

Caixa de Gordura

Dupla (CGP)

Caixa de Gordura Especial (CGE)

dimetro interno (m) 0,30 0,40 0,60 ---- parte submersa do septo (m) 0,20 0,20 0,35 0,40 capacidade de reteno ( l ) 18,00 31,00 120,00 ---- dimetro nominal da tubulao de sada (mm) 75 75 100 100

(Fonte: ABNT, 1999)

Figura 72 Caixas de gordura cilndricas pr-moldadas produzidas segundo a NBR 8160

Com relao caixa de gordura especial (CGE), prismtica de base retangular, as seguintes caractersticas devem ainda ser apresentadas:

- o volume da cmara de reteno de gordura obtido pela frmula:

V = 2N + 20 Em que: N - nmero de pessoas servidas pelas cozinhas que contribuem para a caixa de gordura V - volume em litros - a altura molhada deve ser de 0,60 m; - a distncia mnima entre o septo e a sada deve ser de 0,20 m.

Exemplo 5: Dimensionar uma caixa de gordura para uma lanchonete que serve em mdia 62 refeies no perodo do almoo, turno de maior de maior afluxo de pessoas.

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Como se trata de cozinha de uma lanchonete, deve-se dimensionar uma caixa de gordura especial para N = 62 pessoas. Assim: V = 2N + 20 = 2 (62) + 20 = 144 litros. Adotando para a seo transversal da cmara de reteno as dimenses (0,60 x 0,60)m, a profundidade requerida para a parte imersa do septo ser: h = V / S = 0,144 / (0,60 x 0,60) = 0,40 m (ver figura 73).

Figura 73 Dimenses da caixa de gordura especial dimensionada conforme a NBR 8160:1999

b) Dispositivos de Inspeo

b.1) Caixas de Inspeo

A caixa de inspeo (ver figura 74) um dispositivo destinado a permitir a inspeo, limpeza, desobstruo das canalizaes, a juno de coletores e a mudana de declividade.

Figura 74 Caixa de inspeo moldada in loco em alvenaria

b.2) Caixas de Passagem

Caixas de passagem so dispositivos que permitem a inspeo, limpeza e desobstruo das canalizaes de esgoto. So caixas de inspeo com apenas uma entrada e uma sada para o esgoto.

Quando cilndricas, devem ter dimetro mnimo de 0,15 m e, quando prismticas de base poligonal, permitir na base a inscrio de um crculo de dimetro mnimo de 0,15 m; as mesmas devem possuir grelha ou tampa cega, e uma altura mnima de 0,10 m (ver Figura 75).

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Figura 75 Caixas de passagem cilndrica e prismtica

c) Instalao de Recalque

Esta instalao utilizada para recalcar os esgotos acumulados em caixas coletoras situadas abaixo do nvel da rede pblica de esgoto, provenientes de aparelhos sanitrios e de dispositivos instalados nesse nvel (ver figura 76).

Figura 76 Instalao de recalque de esgoto: caixa coletora cilndrica com bombas submersas

A caixa coletora disposta de modo a receber todo o esgoto por gravidade, sendo que, a partir dela, recalca-se o esgoto para o coletor predial ou dispositivo de tratamento de esgotos por meio de bombas.

O dimensionamento da instalao de recalque dever considerar aspectos como a capacidade da bomba, que dever atender vazo mxima provvel de contribuio dos aparelhos e dispositivos instalados que possam estar em funcionamento simultneo, o tempo de

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deteno do esgoto na caixa e o intervalo de tempo entre duas partidas consecutivas do motor.

Quanto ao dimensionamento da caixa coletora, a mesma deve ter a sua capacidade calculada de modo a evitar a freqncia exagerada de partidas e paradas das bombas por um volume insuficiente, bem como a ocorrncia de estado sptico por um volume exagerado.

O volume til da caixa coletora (Vu), ou seja, o volume compreendido entre o nvel mximo e o nvel mnimo de operao da caixa (faixa de operao da bomba), pode ser determinado atravs da seguinte expresso: Q x t Vu = -------- (01) 4 Em que: Q = capacidade da bomba, em m3 / min, determinada em funo da vazo afluente de

esgotos caixa coletora; t = intervalo de tempo entre duas partidas consecutivas do motor, em min.

O tempo de deteno do esgoto na caixa coletora (d) pode ser determinado a partir da seguinte equao: Vt d = ------ (02) q Em que: d = tempo de deteno, em min. Vt = volume total da caixa coletora, em m3. q = vazo mdia de esgoto afluente, em m3 / min.

O tempo de deteno do esgoto na caixa no deve ultrapassar 30 minutos. Quando receber efluentes de bacias sanitrias, a caixa coletora deve possuir uma profundidade mnima de 0,90 m, a contar do nvel da geratriz inferior da tubulao afluente mais baixa. O fundo deve ser suficientemente inclinado para impedir a deposio de materiais slidos quando a caixa for esvaziada completamente.

A caixa coletora tambm deve ser ventilada por um tubo ventilador primrio, independente de qualquer outra ventilao utilizada no edifcio. Por outro lado, caso a caixa coletora no receba efluentes de bacias sanitrias, a profundidade mnima a ser considerada de 0,60 m.

As tubulaes de suco devem ser uma para cada bomba e possuir dimetro uniforme e nunca inferior aos das tubulaes de recalque. J as tubulaes de recalque devem atingir um nvel superior ao da rede de maneira que impossibilite o refluxo dos esgotos, devendo ser providas de dispositivos para este fim.

recomendvel que a capacidade da bomba seja considerada como sendo igual a duas vezes a vazo afluente de esgotos sanitrios e que o intervalo entre duas partidas consecutivas do motor no seja inferior a 10 minutos, no sentido de se preservar os equipamentos eletromecnicos de freqentes esforos de partida.

Exemplo 6: Dimensionar uma caixa coletora cilndrica pr-moldada com duas bombas de recalque de esgoto submersas, para o esgotamento de dois banheiros e uma lavanderia, situados no subsolo de um teatro (uso coletivo), contendo os seguintes aparelhos sanitrios: 02 bacias sanitrias, 02 banheiros, 03 lavatrios, 01 mictrio, 01 tanque de lavar roupa e 02 mquinas de lavar roupa, cuja vazo de projeto de 3,10 l/s (0,186 m/min).

Dimenses arbitradas para a caixa coletora (cilndrica pr-moldada):

profundidade de lmina lquida: h = 0,90m

50

dimetro interno: D = 0,90m

Vazo mnima de recalque (NBR 8160): qQ 2 Q = 2 (0,186) = 0,372 m3/min; assim Q 0,372 m3/min ou 22,3 m3/h vazo nominal da bomba adotada: Q = 40 m3/h = 11,1 l/s = 0,667 m3/min

Volume total da caixa coletora:

( ) 3m 0,5720,94

3,140,90 === 2

2

4dhVt

Volume morto com equipamentos ( eV ): bue VVV += bV = volume ocupado pelas bombas (x2); do catlogo de um fabricante, tem-se:

DN = 0,22 m e L =0,40m, e: ( ) 3 m 0,030 4

0,22 x 3,14 x 0,40 x 2

=== 2

42

2DNLVb

tbV = volume ocupado pelas tubulaes e acessrios: adotando tubos de DN 75mm ( ed = 0,08m) com extenso imersa aproximada de L = 1,00m, tem-se

( ) 3 m 0,010 4

0,08 x 3,14 x 1,0 x 2 === 2

42

2etb

dLV

portanto, tbbe VVV += = 0,030 + 0,010 = 0,040 m3

Volume til operacional do poo:

eut VVV += portanto, 3m 0,5320,04-0,572 === etu VVV

Verificao do tempo de deteno:

) ( min 30 min 30,1860,572 == d

qVd t

7.1.2) Componentes do Subsistema de Ventilao So apresentados a seguir os critrios a serem adotados para o dimensionamento do sistema de ventilao secundria.

a) Tubo Ventilador Secundrio (Ramal de Ventilao): os dimetros mnimos a serem utilizados constam na Tabela 9.

51

Tabela 9: Dimensionamento de ramais de ventilao

Grupo de aparelhos sem bacias sanitrias

Grupo de aparelhos com bacias sanitrias

Nmero de Unidades

Hunter de Contribuio

Dimetro nominal do ramal de ventilao

Nmero de Unidades Hunter de Contribuio

Dimetro nominal do ramal de ventilao

at 12 40 at 17 50 13 a 18 40 18 a 60 75 19 a 36 50 --- ---

(Fonte: ABNT, 1999)

Exemplo 7: Dimensionar pelo mtodo das UHC os trechos indicados de ramais de ventilao dos ambientes sanitrios de uso coletivo da figura 77.

Figura 77 Identificao dos trechos de ramal de ventilao a ser dimensionado

Cada trecho lanado numa planilha de clculo (Planilha 4), com indicao dos aparelhos sanitrios contribuintes e correspondentes valores de UHC (Tabela 2), seguidos do conseqente dimetro nominal DN do trecho do ramal de ventilao (Tabela 9 coluna Grupos de aparelhos com bacia sanitria);

52

Planilha 4 Dimensionamento de ramais de ventilao

Trecho APARELHOS SANITRIOS ACUMULADOS AT O TRECHO RAMAL DE

VENTILAO MIC BS/CA LV qte UHC qte UHC qte UHC UHC DN

A - B 2 12 2 4 16 50 B - D 1 6 4 24 2 4 34 75 C - D 2 4 4 50 D - E 1 6 4 24 4 8 38 75

MIC mictrio BS/CA bacia sanitria com caixa acoplada

O resultado do dimensionamento transferido para o esquema com o tubo de queda, conforme figura 78.

Figura 78 Indicao dos dimetros dos trechos de ramal de ventilao

b) Coluna de Ventilao: Os dimetros nominais mnimos so apresentados na Tabela 10, em funo das UHC e do comprimento. Este comprimento medido desde a extremidade superior da coluna, que se encontra em contato a com atmosfera at sua base, no encontro com o tubo de queda.

53

Tabela 10: Dimensionamento de colunas e barriletes de ventilao

Dimetro nominal mnimo do tubo de ventilao

40 50 75 100 150 200 250 300

Dimetro nominal do

tubo de queda ou do ramal de

esgoto (DN)

Nmero de Unidades Hunter de

Contribuio (UHC) Comprimento permitido (m)

40 8 46 -- -- -- -- -- -- -- 40 10 30 -- -- -- -- -- -- -- 50 12 23 61 -- -- -- -- -- -- 50 20 15 46 -- -- -- -- -- -- 75 10 13 46 317 -- -- -- -- -- 75 21 10 33 247 -- -- -- -- -- 75 53 8 29 207 -- -- -- -- -- 75 102 8 26 189 -- -- -- -- -- 100 43 -- 11 76 299 -- -- -- -- 100 140 -- 8 61 229 -- -- -- -- 100 320 -- 7 52 195 -- -- -- -- 100 530 -- 6 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 -- 250 7200 -- -- -- -- 18 73 225 -- 250 11000 -- -- -- -- 16 60 192 -- 250 15000 -- -- -- -- 14 55 174 -- 300 7300 -- -- -- -- 9 37 116 287 300 13000 -- -- -- -- 7 29 90 219 300 20000 -- -- -- -- 6 24 76 186 300 26000 -- -- -- -- 5 22 70 152

(Fonte: ABNT, 1999)

Exemplo 8: Qual deve ser o dimetro de uma coluna de ventilao secundria associada a um tubo de queda de DN 100, com UHC=180, cuja extenso efetiva de 48 metros, j considerado o comprimento do tubo ventilador primrio?

Entrando na Tabela 10 com DN 100 para o tubo de queda associado, UHC=180 e comprimento L = 48m, obtem-se para a coluna de ventilao secundria o dimetro DN 75

O resultado do dimensionamento indicado no esquema vertical direita da figura 79.

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Figura79 Dimensionamento de coluna de ventilao pelo mtodo das UHC

c) Barrilete de Ventilao: Os dimetros nominais mnimos so apresentados na Tabela 10. O nmero de UHC de cada trecho a soma das unidades de todos os tubos de queda servidos pelo trecho e o comprimento a considerar o mais extenso, da base da coluna de ventilao mais distante da extremidade aberta do barrilete at essa extremidade.

7.2 Dimensionamento racional pelo Mtodo Hidrulico (Texto elaborado a partir de ILHA; SANTOS (1994))

O dimensionamento hidrulico visa flexibilizar a atuao do projetista do SPES, outorgando ao mesmo um poder de deciso maior do que aquele proporcionado pela metodologia convencional. Acredita-se que tal flexibilizao auxilie substancialmente as emergentes necessidades de racionalizao e otimizao na Construo Civil.

Este dimensionamento hidrulico consta basicamente em estabelecer, em princpio, uma configurao inicial para o SPES apenas com ventilao primria; na seqncia, segue-se com a determinao probabilstica das vazes de projeto, caracterizao das vazes de descarga dos aparelhos sanitrios, dimensionamento das tubulaes e a verificao da suficincia da ventilao primria.

Caso esta no seja suficiente, altera-se a geometria da configurao inicial proposta ou concebe-se para a mesma a ventilao secundria. Caber ao projetista a definio da melhor soluo.

A idia que esta metodologia racional seja suficientemente abrangente, oferecendo ao projetista condies de trabalhar as diversas variveis de projeto, isto , flexibilidade. A

55

escolha do tipo de bacia sanitria, por exemplo, poder definir o nvel de ventilao necessria.

7.2.1) Apresentao do dimensionamento pelo Mtodo Hidrulico

A seguir ser abordada a determinao probabilstica da vazo de projeto e o equacionamento racional propriamente dito, onde equaes bsicas da hidrulica e algumas de suas variantes so utilizadas.

Diversas formulaes especficas desenvolvidas por pesquisadores do assunto so consideradas como, por exemplo, a determinao da velocidade e comprimento terminais, a capacidade do tubo de queda, entre outras. Por ltimo ser apresentada a idia bsica do modelo matemtico para verificar a necessidade da ventilao secundria, este desenvolvido por GRAA (1985).

a) Vazo de Projeto

Uma postura adequada para determinar a vazo de projeto consider-la como funo da simultaneidade de uso e da tipologia dos aparelhos sanitrios. H diversos mtodos probabilsticos desenvolvidos para determinar a simultaneidade de uso, muitos deles baseados nas distribuies normal, binomial e multinomial.

Entre estes mtodos, pode-se citar os trabalhos de Hunter, Webster, Courtney, Konen e Murakawa, conforme GONALVES (1986). Este autor tambm desenvolveu um modelo probabilstico o qual aberto para a entrada de diversos dados especficos da realidade de cada projeto.

importante tambm salientar que tais mtodos estatsticos permitem ao projetista estabelecer qual o nvel de confiana que o mesmo deseja trabalhar. Quanto ao levantamento da tipologia dos aparelhos sanitrios, mais especificamente as bacias sanitrias, cresce em importncia a escolhas de bacias eficientes mas de reduzido consumo de gua, conforme ROCHA (1992).

b) Equacionamento

b.1) Dimensionamento o Subsistema de Coleta e Transporte de Esgoto Sanitrio.

O escoamento no tubo de queda considerado anelar, isto , o esgoto escoando pelas paredes do tubo de queda na forma de um cilindro oco onde circula ar. Em qualquer seo transversal deste escoamento, a taxa de ocupao (to), ou seja, a razo entre a seo de gua e a seo interna do tubo, deve situar-se entre 1/4 e 1/3, de maneira a evitar que o escoamento preencha totalmente a seo transversal, formando uma obstruo localizada conhecida como plug hidrulico, condio esta que perturbaria sensivelmente as presses de ar no interior do sistema (ver figura 80).

Figura 80 Formao de plug hidrulico com o aumento da taxa de ocupao do tubo de queda (Fonte: GRAA, 1985)

56

O dimetro do tubo de queda pode ser determinado a partir da seguinte equao: 0,116 n3/8 Qtq3/8 dtq = --------------------------- (03) to5/8

Em que: dtq = dimetro interno do tubo de queda, em m; Qtq = vazo de projeto no tubo de queda, em l/s; n = coeficiente de Manning, em s/m1/3 ; to = taxa de ocupao de gua durante o escoamento no tubo de queda.

Esta equao uma variante da equao de Manning para escoamento anular e permanente, onde o valor de Qtq aquele onde ocorre a velocidade terminal. Sendo o escoamento no tubo de queda anelar, o valor do to pode ser expresso da seguinte forma:

to = Se / Stq (04)

Em que: Se = rea da seo transversal da coroa circular por onde escoa a gua no tubo de queda; Stq = rea da seo transversal interna do tubo de queda

A fim de se garantir a manuteno do escoamento anular no tubo de queda, recomenda-se utilizar to entre 1/4 e 1/3 conforme, comentado anteriormente. A velocidade terminal tem a seguinte formulao, conforme SWAFFIELD; CAMPBELL (1995):

vt = 13 (Qtq / dtq) 2/5 (05)

Em que: vt = velocidade terminal, em m/s; dtq = dimetro interno do tubo de queda, em mm.

Com relao vazo de projeto, a mesma pode ser obtida atravs das diversas metodologias citadas no item 7.2.1. Utilizando-se, por exemplo, a distribuio binomial, a qual foi incorporada no texto da NBR-8160:1999, conforme ILHA; SANTOS (1994), tem-se a seguinte formulao bsica:

)(1

i

N

i qmQtq = (06) Em que: Qtq = a vazo de projeto no trecho considerado (l/s); i = ndice representativo do tipo de aparelho sanitrio; N = nmero de tipos de aparelhos sanitrios no trecho considerado; mi = nmero de aparelhos sanitrios do tipo i a serem considerados em uso simultneo, entre j aparelhos instalados, para um dado fator de falha; J = nmero de aparelhos sanitrios do tipo i instalados no trecho considerado; qi = vazo unitria do aparelho sanitrio do tipo i (l/s).

A distribuio binomial estabelece, para um dado nvel de confiana a ser estipulado pelo projetista, o nmero de aparelhos sanitrios do tipo i em uso simultneo (mi) entre o total instalado ao trecho considerado (j). O tipo de aparelho sanitrio em questo determinar as respectivas vazes a serem fornecidas pelos fabricantes, assim como as freqncias de uso e duraes das descargas, as quais so dados de campo.

57

O dimetro dos ramais de descarga, ramais de esgoto, sub-coletores e coletor predial pode ser calculado a partir da seguinte equao, considerando-se escoamento meia seo:

n3/8 Qe3/8 I-3/16 de = ---------------------- (07) 6,644 Em que: de = dimetro do trecho considerado, em m; n = coeficiente de Manning, em s/m1/3 ; Qe = vazo no trecho considerado, em l/s; I = declividade do trecho considerado em m/m.

A vazo em cada trecho, no caso do ramal de descarga, ser dada por:

Qe = qi (08)

A vazo em cada trecho, no caso do ramal de esgoto, ser dada por:

)(1

i

N

i qmQe = (09) Em que: N = nmero de tipos de aparelhos sanitrios no trecho considerado; mi = nmero de aparelhos sanitrios do tipo i a serem considerados em uso, simultneo,

para um dado fator de falha; qi = vazo de contribuio do aparelho sanitrio do tipo i.

A vazo em cada trecho, no caso dos subcoletores, ser dada por:

Qe = Qtq (10)

A vazo em cada trecho, no caso do coletor predial, ser dada por:

)(1

i

N

i qmQe = (11) A declividade I adotada na equao 07 para o dimensionamento dos sub-coletores e coletores deve ser testada quanto s condies de arraste do material slido atravs do princpio da tenso trativa:

Tr = Rh I 1,0 Pa (12) Em que: Rh = raio hidrulico, em m; Tr = tenso trativa, em Pa; = peso especfico, em N/m2 . b.2) Dimensionamento do Subsistema de Ventilao

O subsistema de ventilao pode ser composto por tubulaes ou dispositivos de ventilao ou, ainda, uma combinao de ambos. O equacionamento da ventilao primria, isto , o valor do dimetro do tubo de queda que propicie uma vazo de ar que equilibre as presses pneumticas, no interior do sistema, em torno da presso atmosfrica, dado pela seguinte equao, conforme GRAA (1985):

58

Qar = c Qtq2/5 - 1,5 Qtq (13)

Em que: Qar = vazo de ar que escoa pelo ncleo de ar no tubo de queda, em l/s; c = coeficiente adimensional; Qtq = vazo de projeto no tubo de queda, em l/s.

J para o dimensionamento das tubulaes da ventilao secundria, a seguinte equao utilizada considerando-se uma perda de carga mxima de 25mmca e desconsiderando-se a perda de carga nas singularidades, de acordo ASPE (1991):

Dv = 4,06 [f Lv (Qar')2)]1/5 (14) Em que: Dv = dimetro da tubulao de ventilao, em mm; Lv = comprimento da tubulao de ventilao, em mm; f = coeficiente de perda de carga distribuda, adimensional; Qar = vazo de ar na tubulao de ventilao, em l/s.

A vazo de ar na coluna de ventilao estimada como sendo igual a 2/3 da vazo de ar no interior do tubo de queda, chegando-se, ento, a seguinte relao:

Qar' = 40 Qar (15)

Em que: Qar = neste caso a vazo de ar na coluna de ventilao, sendo obtida em l / min.

c) Modelo para Verificao da Necessidade da Ventilao Secundria

A verificao da necessidade da ventilao secundria em um SPES com tubo de queda nico (sistema sem ramais ou colunas de ventilao secundria) possvel atravs da utilizao de um equacionamento desenvolvido por GRAA (1985), onde so determinadas, a partir do conhecimento das caractersticas geomtricas do sistema e das condies climticas do ambiente , as magnitudes estimadas e admissveis das variveis referentes s perdas de altura do fecho hdrico assim como as presses desenvolvidas no interior do sistema. O conjunto de inequaes a seguir, se obedecido, indica no ser necessria a ventilao secundria:

a) Ha,i Hr,i b) Da,s Dr c) Sa,s Sr Em que : Ha,i = perda de altura do fecho hdrico admissvel para o desconector i (mm); Hr,i = perda de altura do fecho hdrico provocada por auto-sifonagem (mm); Da,s = depresso admissvel no sistema (Pa); Dr = depresso mxima provocada pelos efeitos de sifonagem induzida, tiragem trmica e

ao do vento e das variaes da presso ambiental (Pa); Sa,s = sobrepresso admissvel no sistema (Pa); Sr = sobrepresso mxima no sistema (Pa).

As variveis Ha,i , Da,s e Sa,s dependem das caractersticas geomtricas do sistema, enquanto as variveis Hr,i , Dr e Sr dependem das condies ambientais dos fenmenos associados ao escoamento. Todas as equaes envolvendo estas variveis, as quais formam um equacionamento bastante extenso e complexo, esto detalhadamente apresentadas em GRAA (1985).

59

8. MATERIAIS E COMPONENTES DO SISTEMA PREDIAL DE ESGOTO SANITRIO Neste captulo so apresentados materiais e componentes normalmente utilizados no SPES.

8.1 Tubos e Conexes Os tubos e conexes comerciais encontram-se em vrios tipos de materiais, entre eles o PVC rgido, a cermica vidrada, o fibrocimento e o ferro fundido, os quais sero apresentados na seqncia.

Em funo da grande diversidade de recomendaes existentes relativas execuo, as mesmas no sero apresentadas neste item. Todavia, tais recomendaes devem ser observadas nos catlogos dos respectivos fabricantes.

8.1.1 PVC Rgido Existem duas sries de tubos de PVC: srie normal (tubos com parede de menor espessura) e srie reforada (tubos com parede de espessura maior).

A produo de tubos e conexes em PVC rgido deve atender s especificaes contidas na NBR-5688:2005 (partes 1 a 4) e NBR-7362:1999. Para utilizao deste material, a NBR 8160:1999 prescreve os seguintes requisitos bsicos a serem atendidos:

a) os tubos e conexes devem ser protegidos contra choques e esforos de compresso;

b) o referido material no deve ser exposto a temperaturas recomendadas pelos fabricantes.

8.1.2 Cermica Vidrada Os tubos e conexes de cermica vidrada devem atender os requisitos da NBR-5645:1990. Quanto sua utilizao, a NBR-8160:1999 no permite o uso deste material em instalaes aparentes ou embutidas.

importante tambm salientar que as tubulaes deste material no devem ser expostas achoques e perfuraes, tampouco serem utilizados em terrenos onde desenvolvam-se recalques.

8.1.3 Fibrocimento Segundo a NBR-8160:1999, a utilizao de tubos e conexes de fibrocimento em instalaes aparentes ou embutidas so possveis apenas quando forem utilizadas juntas elsticas. Alm disso, faz-se tambm necessrio o uso de proteo adequada contra choques.

8.1.4 Ferro Fundido Os tubos e conexes desse material devem atender os requisitos da NBR-8161:1983. Com relao sua utilizao, entretanto, os requisitos a serem atendidos constam na NBR-8160:1999, a qual basicamente expressa que o ferro fundido deve apresentar revestimento adequado.

Neste sentido, os fabricantes oferecem revestimentos betuminosos, tintas asflticas, tintas base de borracha clorada, tintas base de resinas epxicas, entre outros, segundo MACINTYRE (1996). Convm tambm salientar que este material pode ser enterrado, desde que adequadamente protegido, conforme j comentado.

Os tubos de ferro fundido devem apresentar as seguintes caractersticas (Empacotando Sistemas Prediais,1999):

60

alta resistncia contra choques; alta resistncia a produtos qumicos; baixo nvel de rudo na conduo dos esgotos; serem incombustveis; e alta durabilidade.

8.2 Aparelhos Sanitrios Exemplos de aparelhos sanitrios, cuja funo bsica a coleta das guas servidas so: bacia sanitria, lavatrio, banheira, mictrio, etc. H tambm equipamentos como a mquina de lavar roupas, a mquina de lavar pratos, entre outros. As bacias sanitrias podem ser utilizadas com caixas de descarga (suspensas, de embutir ou acopladas) ou com vlvulas de descarga.

Devido grande variedade de modelos dentro de cada tipo de aparelho/equipamento sanitrio, as cotas dos pontos de alimentao de gua fria e quente e tambm de esgoto sanitrio podem diferir de forma significativa.

recomendvel consultar a especificao tcnica de cada aparelho para que a locao destes pontos seja precisa e no ocasione retrabalho na obra. O anexo C apresenta os valores usualmente empregados para as cotas e distncias das ligaes de gua e de esgoto dos aparelhos sanitrios.

9. BIBLIOGRAFIA ABNT. Sistema Predial de Esgoto Sanitrio Projeto e execuo - NBR 8160, Brasil, 1999. AMERICAN SOCIETY OF PLUMBING ENGINEERS (ASPE-1991), ASPE. Vents & Venting. ASPE DATA BOOK. Chapter 1, USA, 1988. BAZZO, W.A.; PEREIRA, L.T.V. Introduo Engenharia. Editora da UFSC, Florianpolis, 1993. BELINAZO, H. J. Manual de Instalaes Hidrulicas e Sanitrias. Santa Maria, 1993. Empacotando Sistemas Prediais CD-ROM da Serie Empacotando Edifcios. So Paulo, 1999. FERNANDES, V. M. C. Influncia do Uso de Dispositivos de Admisso de Ar no Comportamento Hidrulico-Pneumtico dos Sistemas Prediais de Coleta de Esgotos Sanitrios de Edifcios Residenciais. PCC -EPEUSP, So Paulo, 1993. GRAA, M. E. A. Formulao de modelo para a avaliao das condies determinantes da necessidade de ventilao secundria em sistemas prediais de coleta de esgotos sanitrios. PCC -EPUSP, So Paulo, 1985. GONALVES, O. M. Formulao de modelo para o estabelecimento de vazes de projeto em sistemas prediais de distribuio de gua fria, So Paulo, 1986. GONALVES, O. M. Execuo e manuteno de sistemas hidrulicos prediais. PINI, So Paulo, 2000. ILHA, M. S. O. ; SANTOS, D. C. Normalizao de sistemas prediais de esgoto sanitrio. In: VIII Simpsio nacional de instalaes prediais. So Paulo, 1994. Anais, VIII Simpsio Nacional de Instalaes Prediais. p31-37. MACINTYRE, A.J. Instalaes Hidrulicas Prediais e Industriais. Livros Tcnicos e Cientficos, Rio de Janeiro, 1996. MINISTRIO DO PLANEJAMENTO E ORAMENTO (MPO). Metas mobilizadoras nacionais. PROGRAMA BRASILEIRO DA QUALIDADE E PRODUTIVIDADE (PBQP).SECRETARIA DE POLTICA URBANA (SEPURB). Braslia. Julho, 1998. WILLY, R. S; EATON, H. N. Capacities of stacks in sanitary drainage systems for buildings. Washington, D.C., National Bureau of Standards, 1961 (Monograph 31 Reprinted with correction in 1965).

61

ANEXO A DETALHES DE PROJETO DO SISTEMA HIDRULICO PREDIAL DE ESGOTO

SANITRIO

62

Figura A1 Soluo para Lavanderia e Cozinha.

Figura A2 Adaptador para mquina de lavar roupa.

63

ANEXO B SMBOLOS GRFICOS PARA PROJETO DE SPES

64

65

ANEXO C DISTNCIAS DOS PONTOS DE ESGOTO DOS APARELHOS

SANITRIOS

66

Medidas em cm Bacia sanitria Com caixa suspensa/embutida

b 26 30 17

Com caixa acoplada

a 20 11,4 20 20 b 15 14 15 14 c 30,5 30,5 30 30

Com vlvula de descarga

a 33 33 33 b 26 30 17

67

Infantil

Mictrio

Suspenso

at o piso

68

Lavatrio

Cuba em tampo

Com pedestal

Suspenso

69

Chuveiro

Tanque

a 12 12,5 18 b 45 45 45 c 110 110 110

Mquina de Lavar roupas

70

Mquina de Lavar pratos

Torneira de jardim

Pia de cozinha

Cuba simples

Cuba dupla