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INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E PREDIAISProfessora: Engª Civil Silvia Romfim
UNEMATUniversidade do Estado de Mato Grosso
INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUAS PLUVIAIS
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INTRODUÇÃOA água da chuva é um dos elementos mais danosos à durabilidade e boa
aparência das construções.
As coberturas das edificações destinam-se a impedir que as águas de
chuva atinjam áreas a serem protegidas e, resulta que um volume de água
deve ser convenientemente coletada e transportado à rede pública de
drenagem, cabendo ao projetista fazer com que o escoamento das mesmas
se faça pelo trajeto mais curto e ao mesmo tempo possível.
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1. Definição:
As instalações prediais de águas pluviais seguem as preconizações
da norma NBR 10844 (ABNT,1989) - Instalações Prediais de Águas
Pluviais.
O sistema de aguas pluviais e drenagem é o conjunto de calhas,
condutores, grelhas, caixas de areia e de passagem e demais
dispositivos que são responsáveis por captar aguas da chuva e de
lavagem de piso e conduzir a um destino adequado.
Este sistema e fundamental, pois evita alagamentos, diminui a
erosão do solo e protege as edificações da umidade excessiva.
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2. Componentes da instalação:
2.1 CALHAS
2.1.1 Formato das calhas
As calhas apresentam geralmente as seções em forma de V, U,
semicircular, quadrada ou retangular.
2.1.2 Tipos de calhas
Diversos tipos de calhas podem ser instaladas.
A Figura 2-1 ilustra a calha instalada em beiral;
A Figura 2-2 ilustra a calha instalada em platibanda;
A Figura 2-3 ilustra a calha instalada no encontro das águas do
telhado (água-furtada).
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2. Componentes da instalação:
2.2 MATERIAIS UTILIZÁVEIS
Calha: aço galvanizado, cobre, aço inoxidável, alumínio,
fibrocimento, pvc rígido, fibra de vidro, concreto ou alvenaria.
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2. Componentes da instalação:
2.2 MATERIAIS UTILIZÁVEIS
Condutor vertical: Tubo de descida que conduz a água do bocal da calha
até o piso, ou até a tubulação subterrânea que coleta as águas da chuva.
Pode ser de ferro fundido, fibrocimento, pvc rígido, aço galvanizado, cobre,
chapas de aço galvanizado, chapas de cobre, aço inoxidável, alumínio ou
fibra de vidro.
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2. Componentes da instalação:
2.2 MATERIAIS UTILIZÁVEIS
Caixa de areia: Caixa enterrada utilizada para recolher detritos contidos
nas tubulações de aguas pluviais, além de permitir a inspeção do sistema.
Esses detritos ficam depositados no fundo da caixa, o que permite a sua
retirada periodicamente. Esta caixa pode possuir uma grelha para também
coletar águas do piso.
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2. Componentes da instalação:
2.2 MATERIAIS UTILIZÁVEIS
Calha de piso: Canal que coleta água e outros líquidos que escoam dos
pisos dos pátios, jardins, estacionamentos, garagens, praças, piscinas e
industrias, conduzindo a um destino final.
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2. Componentes da instalação:
2.2 MATERIAIS UTILIZÁVEIS
Tubo de Drenagem: Tubo perfurado e enterrado que capta a umidade
excessiva do solo, conduzindo a um destino final.
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2. Componentes da instalação:
2.2 MATERIAIS UTILIZÁVEIS
Caixa de Passagem: Caixa normalmente enterrada que serve somente
para interligar as tubulações subterrâneas do sistema de águas pluviais,
permitindo inspeção do sistema.
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2. Componentes da instalação:
2.2 MATERIAIS UTILIZÁVEIS
Válvula de retenção: Conexão que impede o retorno das águas pluviais
em situações como: inundações, enchentes, refluxo de mares,
entupimentos, vazões elevadas em períodos de chuva.
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Válvula de retenção
Tubo de Drenagem
Calha de Piso
Calha de Beiral
Caixa de Passagem
Condutor Vertical
Caixa de Areia
Sistema de águas pluviais – Componentes de Instalação
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3. Projeto de instalações prediais de águas pluviais
3.1 Principais prescrições da NBR 10844 a serem observadas e adotadas são:
a. O sistema de esgotamento das águas pluviais deve ser completamente separado
da rede de esgotos sanitários, rede de água fria e de quaisquer outras instalações
prediais. Deve-se prever dispositivo de proteção contra o acesso de gases no
interior da tubulação de águas pluviais, quando houver risco de penetração destes.
b. Nas junções e, no máximo de 20 em 20 metros, deve haver uma caixa de
inspeção.
c. Quando houver risco de obstrução, deve-se prever mais de uma saída.
d. Lajes impermeabilizadas devem ter declividade mínima de 0,5%.
e. Calhas de beiral e platibanda devem ter declividade mínima de 0,5%.
f. Nos casos em que um extravasamento não pode ser tolerado, pode-se prever
extravasores de calha que descarregam em locais adequados.
g. Sempre que possível, usar declividade maior que 0,5% para os condutores
horizontais.
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3. Projeto de instalações prediais de águas pluviais
3.2 Fatores meteorológicos
Para se determinar a intensidade pluviométrica (I) para fins de projeto, deve ser fixada a
duração da precipitação e do período de retorno adequado, com base em dados
pluviométricos locais.
3.2.1 Duração da precipitação
Deve ser fixada em 5 minutos.
3.2.2 Período de retorno
A NBR 10844 fixa os seguintes períodos de retorno, baseados nas características da área a
ser drenada:
T = 1 ano: para áreas pavimentadas onde empoçamentos possam ser tolerados;
T = 5 anos: para coberturas e/ou terraço;
T = 25 anos: para coberturas e áreas onde empoçamentos ou extravasamentos não
possam ser tolerados.
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3. Projeto de instalações prediais de águas pluviais
3.2.3 Intensidade de precipitação
A intensidade de precipitação (I) a ser adotada deve ser de 150mm/h
quando a área de projeção horizontal for menor que 100m². Se a área
exceder a 100m², utilizar a tabela 1 a seguir.
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Tabela 1 – Índice de chuvas no Brasil
Calhas:
A inclinação das calhas de beiral e platibanda deve ser uniforme, com
valor mínimo de 0,5%.
As calhas de água-furtada têm inclinação de acordo com o projeto da
cobertura.
Quando não se pode tolerar nenhum transbordamento ao longo da calha,
extravasores podem ser previstos como medida adicional de segurança.
Nestes casos, eles devem descarregar em locais adequados.
Em calhas de beiral ou platibanda, quando a saída estiver a menos de 4 m
de uma mudança de direção, a Vazão de projeto deve ser multiplicada
pelos coeficientes da Tabela a seguir:
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Dimensionamento
Cálculo da vazão de contribuição do telhado:
Para calcular a vazão de contribuição do telhado, utiliza-se a
seguinte fórmula:
Q = i.Ac
Sendo:
Q: vazão de escoamento
i: intensidade de chuva na região para período de retorno de 5 anos
Ac: área de contribuição
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A Tabela 02, apresenta a área máxima de contribuição de telhado que os
condutores circulares e retangulares, conforme as localidades do país (já
considerando as chuvas com período de retorno de 5 anos).
Tabela 2 – Índice de chuvas no Brasil
Fonte: Manual Tigre
Figura 01 - Áreas de contribuição de águas pluviais. Ref. NB-61122
Dimensionamento
Cálculo do número de condutores
Passo 1: Veja na tabela a localidade do projeto e qual o condutor
desejado. Assim, você obtém a área máxima de telhado (At) em
metros que um condutor consegue atender.
Passo 2: Calcule a área de contribuição de cada plano do seu
telhado, utilizando a fórmula pertinente ao tipo de superfície do
telhado, conforme Figura 01.
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Passo 3: Calcule a quantidade de condutores (Nc) que deverão
ser utilizados para cada plano do telhado através da fórmula:
Onde:
Nc: número de condutores
Ac: área de contribuição (m²)
At: área de telhado (m²)
Passo 4: Calcule a distância entre condutores (d) (para 2 ou mais
condutores) através da fórmula:
Onde:
d: distância entre condutores (m)
b: comprimento total do plano do telhado (m)
Nc: Número de condutores 24
Passo 5: Calcule a vazão de projeto (Q): vazão de referência
para o dimensionamento de condutores e calhas.
A vazão de projeto deve ser calcula pela Equação:
onde:
Q = vazão de projeto (l/min);
I = intensidade pluviométrica (mm/h);
A = área de contribuição (m²).
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Passo 6: Dimensionamento das calhas: O dimensionamento das
calhas deve ser feito através da fórmula de Manning- Strickler,
indicada a seguir:
onde:
Q = vazão da calha (l/min);
S = área molhada (m²);
RH = raio hidráulico = S/P (m);
i = declividade da calha (m/m);
n = coeficiente de rugosidade;
K = 60000 (coeficiente para transformar a vazão em m³/s para l/min).
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Passo 6.1: Cálculo do Raio Hidráulico: A figura a seguir ilustra uma calha
de seção retangular. O cálculo do raio hidráulico é obtido dividindo-se a
área molhada pelo perímetro molhado.
A seção retangular mais favorável ao escoamento ocorre quando a base
é o dobro da altura d’água no canal, isto é, para valores de b = 2a.
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Passo 6.1: A Tabela a seguir fornece as capacidades de calhas
semicirculares, usando coeficiente de rugosidade n = 0,011 para alguns
valores de declividade. Os valores foram calculados utilizando a fórmula
de Manning-Strickler, com lâmina de água igual à metade do diâmetro
interno.
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Passo 7: Condutores Verticais:
Podem ser colocados externa e internamente ao edifício, dependendo de
considerações de projeto, do uso e da ocupação do edifício e do material
dos condutores.
Os condutores verticais podem ser ligados na sua extremidade superior a
uma calha (casa com telhado) ou receber um ralo quando se trata de
terraços ou calhas largas.
Devem ser projetados, sempre que possível, em uma só prumada. Quando
houver necessidade de desvio, devem ser usadas curvas de 90º de raio
longo ou curvas de 45º e devem ser previstas peças de inspeção.
O diâmetro interno mínimo dos condutores verticais de seção circular é 70
mm.
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Como os condutores são verticais, seu dimensionamento
não pode ser feito pelas fórmulas do escoamento em canal. A NBR
10844/89 apresenta ábacos específicos para o dimensionamento dos
condutores verticais a partir dos seguintes dados:
Q = Vazão de projeto, em L/min
H = altura da lâmina de água na calha, em mm
L = comprimento do condutor vertical, em m
Para calhas com saída em aresta viva ou com funil de saída, deve-se
utilizar, respectivamente, o ábaco (a) ou (b).
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Procedimento:
1. Levantar uma vertical por Q até interceptar as curvas de H e L correspondentes.
2. Se não haver curvas dos valores de H e L, interpolar entre as curvas existentes.
3. Transportar a interseção mais alta até o eixo D.
4. Adotar o diâmetro nominal cujo diâmetro interno seja superior ou igual ao valor
encontrado.
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Ábaco para a determinação de diâmetros de condutores verticais.
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Ábaco para a determinação de diâmetros de condutores verticais.
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O dimensionamento dos condutores verticais também pode ser feito com
emprego da tabela a seguir que fornece o diâmetro do condutor e o valor
máximo da área de telhado drenada pelo tubo.
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8: Condutores Horizontais:
Os condutores horizontais devem ser projetados, sempre que possível,
com declividade uniforme, com valor mínimo de 0,5%.
O dimensionamento dos condutores horizontais de seção circular deve ser
feito para escoamento com lâmina de altura igual a 2/3 do diâmetro interno
(D) do tubo.
As vazões para tubos de vários materiais e inclinações usuais estão
indicadas na Tabela a seguir.
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9. Ralos
Nos locais de onde se pretende esgotar águas pluviais, usam-se ralos
que coletam a água de áreas cobertas ou de calhas, canaletas e
sarjetas, permitindo sua entrada em condutores e coletores.
O ralo compreende duas partes:
a) caixa;
b) grelha (ralo propriamente dito). As grelhas podem ser planas ou
hemisféricas (também chamadas “cogumelo” ou “abacaxi”).
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10. Caixa de areia e de inspeção
Nas tubulações aparentes, devem ser previstas inspeções sempre
que houver conexões com outra tubulação, mudança de declividade,
mudança de direção e ainda a cada trecho de 20 m nos percursos
retilíneos.
Nas tubulações enterradas, devem ser previstas caixas de areia
sempre que houver conexões com outra tubulação, mudança de
declividade, mudança de direção e ainda a cada trecho de 20 m nos
percursos retilíneos.
A ligação entre os condutores verticais e horizontais é sempre feita
por curva de raio longo, com inspeção ou caixa de areia, estando o
condutor horizontal aparente ou enterrado.
Exemplo de caixa de areia (planta baixa e corte).
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40Projeto – Águas Pluviais
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Má execução de Projeto de Águas Pluviais
Exemplo 01:
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Seu João está com problemas no telhado de sua residência e procurou um
engenheiro para dimensionar o sistema de calhas e condutores.
Dados relevantes para o projeto:
- Localidade da residência: Teresina/PI
- Modelo do condutor: Retangular
- Tipo do telhado: 02 águas
- Comprimento do telhado: 10 m
- Largura do Telhado: 36 m
- Altura do Telhado: 1,20m
Solução:
Passo 1: Na tabela AP 01 – Tabela de Escoamento, marque Teresina e o condutor
retangular para obter o valor de área máxima de telhado que cada condutor
consegue escoar.
No caso, At = 70 m²
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Passo 2: Calcule a área de contribuição do telhado. Veja que neste caso
as duas aguas do telhado possuem as mesmas dimensões. Ou seja, basta
calcular para 1 agua e utilizar os mesmos resultados para a outra.
Onde:
a: largura da agua (plano do telhado) (m) = 5m
b: comprimento do telhado (m) = 36m
h: altura do telhado (m) = 1,20m
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Figura 01 - Áreas de contribuição de águas pluviais. Ref. NB-61145
Passo 3: calcule o número de condutores através da fórmula:
Dados:
Ac: 201,6 m²
At: 70 m²
Nc = 201,60/70
Nc = 2,88 Condutores
Arredondando este valor, o Engenheiro adotou 3 condutores para cada
água de telhado. Como são duas aguas, teremos:
6 condutores.
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Passo 4: Calcule a distância “d” entre os condutores:
Concluindo, deverá instalar 3 condutores retangulares em cada água
do telhado, deixando 18 m de distância entre eles.
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Se não, reveja os
cálculos e responda
qual a nova solução.
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E se este projeto
fosse em Sinop/MT
o projeto seria o
mesmo?
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Exemplo 02:
Faça o dimensionamento de águas pluviais para o projeto a seguir
considerando que o mesmo é para a cidade de Goiânia /GO.
Figura 01 - Áreas de contribuição de águas pluviais. Ref. NB-61150
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Tabela 1 – Índice de chuvas no Brasil
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BIBLIOGRAFIA BÁSICA
MACINTYRE, Archibald Joseph. Instalações Hidráulicas Prediais e
Industriais. 4 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010.
CREDER, H. Instalações hidráulicas e sanitárias. Rio de Janeiro: LTC, 1999.
Carvalho Jr., R. de. Instalações Hidráulicas e o projeto de arquitetura. 2ª
Ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2009.
CEG. Regulamento de Instalações Prediais (RIP). Regulamento Aplicado às
Instalações Prediais de Gás Canalizado e à Medição e Faturamento dos
Serviços de Gás Canalizado,1997.
NBR 5626/1998 - Instalações Prediais de Água Fria
NBR 7198/1993 - Instalações Prediais de Água Quente
NBR 8160/1999 - Sistemas Prediais de Esgoto Sanitário
NBR 5688/1999 - Sistemas Prediais de Água Pluvial e Esgoto Sanitário
NBR 7229:1993 – Tanque Séptico
NBR 10844/1989 - NB 611- Instalações Prediais de Águas Pluviais
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