Curso de Edificações e Gerente de Obras...O projeto, a execução e a manutenção da instalação...
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Curso de Edificações e
Gerente de Obras
INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS
AULA 01
Elaboração: Roberta Fontenelly
Engenheira Civil
2020
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Sumário
1 INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS HIDRÁULICOS ....................................................... 3
2 INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA - DEFINIÇÕES ........................................................ 6
2.1 Componentes............................................................................................................. 6
2.2 Sistemas de distribuição ............................................................................................ 8
2.3 Reservatórios........................................................................................................... 11
2.4 Barrilete ................................................................................................................... 12
2.5 Colunas de Distribuição .......................................................................................... 13
2.6 Planta Exemplo ....................................................................................................... 14
3 DIMENSIONAMENTO – INSTALAÇÃO DE ÁGUA FRIA ....................................... 19
4 ATIVIDADE 01 ............................................................................................................. 22
5 APÊNDICE .................................................................................................................... 25
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1 INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS HIDRÁULICOS
O objetivo deste tópico é fornecer ao aluno os conceitos básicos da Hidráulica, para que
identifique as causas dos fenômenos nas instalações hidráulicas prediais, e adquira noção
assertiva quanto ao funcionamento das instalações.
Pressão (р): quantidade de força (F) aplicada em determinada área (A).
Vazão (Q): quantidade de líquido que passa em determinada área.
Q = v. A ; unidade em m³/s
onde v = velocidade (m/s)
A = área (m²)
Pressão Hidrostática: pressão exercida pelo líquido sobre os pontos em seu interior, e depende
diretamente da altura da água sobre o ponto em estudo.
Considerando como exemplo o reservatório abaixo, o ponto B está em uma cota mais
profunda que o ponto A, o que significa que a pressão que a água exerce sobre o ponto B é tão
maior quanto maior for a profundidade “h” em relação ao nível d’água. Concluímos então que
PÆ < PB.
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Pressão de Serviço: pressão máxima na rede para funcionamento em condições normais da
instalação hidráulica.
Vasos comunicantes: para um mesmo líquido, todos os tubos terão a mesma altura de coluna
d’água, e por consequência, a mesma pressão.
O desenho abaixo é um exemplo comum de vasos comunicantes; o líquido atinge o
mesmo nível máximo em todos os tubos, independente do volume ou formato. E a pressão nos
pontos de mesmo nível sempre será a mesma em todos os tubos.
A pressão hidrostática é que determina a pressão que será exercida na tubulação de uma
instalação, e como ela depende da altura da água, quanto maior a altura, maior a pressão na
instalação.
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A água chega com pressão aos pontos de consumo pois procura alcançar o mesmo nível
em que está na caixa d’água. O exemplo abaixo demonstra como o nível máximo da caixa
d’água influencia diretamente no fornecimento dos pontos de consumo que ela alimenta; o
ponto no último andar, acima do nível máximo do reservatório, não consegue ser alimentado
pelo sistema, pelo mesmo conceito de vasos comunicantes.
A pressão num reservatório é medida em metros de coluna d’água (m.c.a.), e é medida
pelo manômetro. A norma NBR 5626 estabelece que a pressão não deve ser maior que 40 m.c.a.
Tomando como exemplo a figura a seguir, o manômetro marca 1 kgf/cm² = 10 m.c.a., portanto
temos 10 metros de distância desse ponto até o nível máximo de água na caixa d’água.
Pressão Hidrodinâmica: pressão que a água exerce quando está em movimento.
Partindo da análise da equação para vazão Q = v ∙ A, verifica-se que a pressão em nada
depende dos fatores da vazão para seu valor final. A pressão depende da altura de coluna d’água,
e essa altura não tem influência direta no valor final da vazão. O fenômeno que pode ocorrer é
o aumento de pressão causar um aumento na velocidade v e este sim ocasionar o aumento da
vazão.
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2 INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA - DEFINIÇÕES
É o sistema composto por tubos, reservatórios, peças de utilização, equipamentos e
demais componentes, destinado a conduzir água fria da fonte de abastecimento aos pontos de
utilização. A norma técnica que prescreve sobre o projeto e execução das instalações de água
fria é a NBR 5626/98.
O projeto, a execução e a manutenção da instalação predial de água fria devem atender
às exigências e recomendações para o bom desempenho e garantia de potabilidade da água.
2.1 Componentes
Um sistema completo de água fria compreende os seguintes componentes:
Ramal predial
tubulação entre a rede pública e o aparelho medidor de consumo
(hidrômetro)
Alimentador predial
tubulação entre o medidor e o reservatório;
Reservatório
destinado a armazenar a água potável na edificação;
Instalação de recalque*
destinada a transportar a água de um reservatório inferior ao
reservatório superior (pode ter o auxílio de bombas ou não);
Barrilete (ou colar)
tubulação entre o reservatório superior e as colunas de
distribuição
Coluna de distribuição
Tubulação derivada do barrilete destinada a alimentar os ramais
Ramais de distribuição
tubulação derivada das colunas que alimenta os sub-ramais
Sub-ramal
tubulação que liga o ramal ao ponto de utilização
Ponto de utilização (ou
de consumo)
extremidade do sub-ramal a partir de onde a água passa a ser
considerada água servida
*Utilizada em edifícios ou locais em que a pressão d’água não é suficiente.
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Esquemas isométricos do sistema de água fria:
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2.2 Sistemas de distribuição
Sistema direto: todos os aparelhos e torneiras são alimentados diretamente pela rede pública
(SEM RESERVATORIO)
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Sistema indireto: todos os aparelhos e torneiras são alimentados por um reservatório superior
(caixa d’água), que é alimentado diretamente pela rede pública. O reservatório por sua vez
distribui a água aos pontos de consumo da residência.
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Sistema Misto: os pontos de consumo são alimentados parte pela rede pública e parte pelo
reservatório superior. É o sistema mais comum em residências e mais adotado no Brasil. Os
pontos comumente alimentados diretamente pela rede pública são torneiras de jardim, quintais,
lavanderias e garagens.
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2.3 Reservatórios
Principais recomendações:
Acesso fácil (inspeção e emergências);
Volume mínimo para um dia (ou mais dias, dependendo das condições de abastecimento
da rede);
Cota satisfatória;
Extravasor (ladrão) com diâmetro maior que o alimentador;
Possuir tubulação para limpeza;
Cobertura móvel e bem vedada;
Sustentação adequada;
Possuir torneira de boia precedida de registro;
Executar limpeza a cada 6 meses;
Ser impermeável (reservatórios construídos no local devem receber tratamento para
impermeabilização);
Para capacidade superior a 5000 litros, construir 2 ou mais reservatórios.
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2.4 Barrilete
Existem dois tipos comuns de barriletes:
RAMIFICADO: mais utilizado em residências, com instalação de registro no início de
cada descida das coluna de distribuição.
UNIFICADO: usado em edifícios, proporciona a centralização dos registros, facilitando
a manutenção e inspeção (“casa de barrilete”).
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2.5 Colunas de Distribuição
RESIDENCIAL: cada coluna atende um ambiente completo (ex.: Banheiro A é atendido
pela coluna AF1, Cozinha D é atendida pela coluna AF3, etc.)
PREDIAL: cada coluna atende um tipo de ambiente completo do apartamento tipo, e
pode atender um ambiente diferente quando chega no térreo. (ex.: coluna AF1 atende
banheiro A dos apartamentos tipo, e copa no térreo)
Obs.: para residências, não é recomendado que uma coluna atenda mais que um ambiente, afim
de evitar faltas de água por uso simultâneo nos pontos de consumo.
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2.6 Planta Exemplo
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Isométrico de água fria e quente no BANHO A (com válvula de descarga)
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Isométrico de água fria e quente no BANHO B (com caixa de descarga)
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3 DIMENSIONAMENTO – INSTALAÇÃO DE ÁGUA FRIA
Exemplo de aplicação:
Dimensionar a instalação de água fria para uma residência unifamiliar, com três quartos, sendo
uma suíte.
I. RESERVAÇÃO:
Estimativa da população (N):
Considerar 2 pessoas por dormitório (margem de segurança):
N = 2 pessoas X 3 dorNitórios
N = 6 pessoas
Consumo “per capita” (Cpc):
Consultar na tabela 01 a estimativa de consumo de acordo com o tipo de edificação.
Para nosso exemplo de residência, consideramos:
CPC = 150 litros/pessoa x dia
Consumo diário (CD):
CD = N ∙ CPC → CD = 6 ∙ 150 = 900 litros
CD
1000
= 0,90 N³
Reserva Técnica de Incêndio (RTI):
Em muitos municípios costuma-se adotar 20% do CD para a RTI para residências
unifamiliares. Já para residências multifamiliares (condomínios, apartamentos, vilas) deve-se
seguir o disposto na NBR 13714: Sistemas de hidrantes e de mangotinhos para combate a
incêndio, que determina o volume da RTI em função da vazão e do tipo de edificação. Para
nosso caso, adotaremos:
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RTI = 20% ∙ CD → RTI = 0,20 ∙ 0,90 N3 = 0,18 N³
Volume total do reservatório (V):
Conforme a NBR 5626/98 o volume mínimo de reserva deve ser o de 24h de consumo
normal na edificação, somando-se a reserva para incêndio.
V = CD + RTI → V = 0,90 + 0,18 = 1,08 N³
Obs.: Este é o valor mínimo para volume de reservatório, devendo ser verificadas a frequência
e a falta d’água no local de implantação. Para o valor máximo deve-se verificar a qualidade da
água, espaço necessário, carga que a estrutura suporta, etc.
II. ALIMENTADOR
Tubulação de entrada de água após o cavalete até o reservatório.
O tempo máximo para o enchimento dos reservatórios é de 6 horas, portanto a vazão
mínima no alimentador será o consumo diário dividido por 6 horas.
∆tNás = 6 ℎ = 21600 seg
QNín =
CD
∆tNás =
900
21600 = 0,42 l/s = 4,2 ∙ 10–5 N3/s
Como Q = v ∙ A ,
A = n ∙ d2/4,
e pela NBR 5626/98, vNás = 3 N/s, temos:
4,2 ∙ 10–5
= 3 ∙ n ∙
d2
4 → d = 0,004 N = 4 NN
Com entrada na tab. 04 → DN = 15 NN (1/2")
Onde: DN – diâmetro nominal
d – diâmetro interno do tubo
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III. TUBULAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA FRIA
IMPORTANTE:
A tubulação de distribuição de água fria, segundo a NBR 5626/98, deve ser
dimensionada de modo que:
A velocidade da água na tubulação não deve ser superior a 3 m/s;
A vazão de projeto nos pontos de consumo deve obedecer as vazões da tabela A.1 da
NBR 5626/98.
Estimativa das Vazões:
O método recomendado pela NBR 5626/98 para estimativa das vazões é método dos
Pesos Relativos, cuja equação é:
Q = 0,3√ZP
Onde:
Q − vazão estiNADa de projeto na seção considerada, EN l/s
0,3 − vazão de referência EN l/s
P − "peso" atribuído a cada peça de utilização dos aparelℎos (tab. A. 1)
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4 ATIVIDADE 01
Realizar os seguintes itens:
a) Cálculo do reservatório de água fria (volume final);
b) Dimensionar o alimentador predial;
c) Determinar a somatória dos pesos ΣP e calcular a demanda provável dos ambientes da
residência.
Itens da residência unifamiliar:
Banheiro 01 (suíte) – 1 unid.
Banheiro 02 (uso comum) – 1 unid.
Lavabo – 1 unid.
Área de serviço – 1 unid.
Cozinha – 1 unid.
Área Gourmet – 1 unid.
Identificar os itens sanitários de todos os ambientes no projeto disponibilizado, e utilizar
tabelas como a abaixo para relacionar os itens de cada ambiente e determinar o peso total ΣP
de seus pontos de consumo. Cada ambiente será alimendado por uma coluna de distribuição.
AMBIENTE A ATENDIDO (A)
Item (ponto de consumo) Pesos
ΣP
AMBIENTE B ATENDIDO (B)
Item (ponto de consumo) Pesos
ΣP
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5 APÊNDICE
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