memorial descritivo Projeto de Instalaes Hidrulicas Prediais

Andr luis vicente SouzaEDUARDO KLOECKNER SBARDELOTTOGabriel zequiniLucas Hideo hashimotoRenan Pascual

Disciplina: Instalaes Hidrulicas Prediais IIProfessor: Larcio Jos GuarienteCurso de Engenharia Civil Turma 1000

LONDRINA 13/06/14DIMENSIONAMENTO DOS RESERVATRIOS

reas dos apartamentos A1e4= 115,13 mA2e3= 117,94 m

A estimativa do consumo de agua feita por analise da tabela da Sanepar IA/OPE/126-01, sendo apartamentos entre 101 a 200 m o consumo de gua de 20m/unidade.Cada pavimento do edifcio possui quatro apartamentos, sendo dez pavimentos.

Clculo do consumo mensalTotal de apartamentos 4x10 = 40 apartamentos:

Clculo do consumo dirio

Feito o calculo dos consumos mensal e dirio calculado o Hidrmetro a ser utilizado

Clculo do Hidrmetro

Tabela (1) Tabela para escolha do Hidrmetro. Fonte: Sanepar

Faixa de consumo mensal de 561 at 1200 m/ms, a bitola do hidrmetro de 1 , sua vazo caracterstica de 20 m/h do tipo multijato.

Anlise do Volume de IncndioPara o dimensionamento dos reservatrios necessrio calcular o volume de agua disponvel para o combate ao incndio. O Calculo feito pela expresso

No caso o coeficiente C escolhido para o tipo 2, risco leve, mediana resistncia ao fogo, C=0,38.

Clculo da rea Total rea Tipo = 511,23 m 10 pavimentos = 5112,30 mrea Trrea = 764,65 mrea Subsolo = 699,75 mrea da caixa dagua = 50,13 mrea casa de mquinas = 5,98 m

Volume de Incndio

Por norma:2/3 de Vt utilizvel para o consumo 19,2 m1/3 de Vt utilizvel somente para o incndio 9,6 m

Clculo dos Reservatrios feito o clculo do Vt para 1,5 dia de consumo, sendo

tambm calculado o volume de incndio mnimo para o reservatrio superior:

Para o Reservatrio Inferior tem-se:

Para o Reservatrio Superior foi utilizado 3 caixas dagua de 10m e para o Reservatrio Inferior (Cisterna) foi utilizado 2 caixas dagua de 10m.DIMENSIONAMENTO DE GUA FRIA E GUA QUENTE

O dimensionamento de gua fria/quente consiste na determinao dos dimetros dos ramais, colunas e barrilete de modo que atenda as condies mnimas de presso para cada ponto ou aparelho instalado na rede (conforme a necessidade).

Dimensionamento dos ramais de AF/AQ

Para o dimensionamento dos ramais necessrio nomear os ns dos trechos conforme o aparecimento de aparelhos. Cada aparelho possui um peso relativo, e este deve ser somado e acumulado a cada trecho subsequente.A partir da somatria dos pesos relativos deve-se calcular a vazo (em L/s) que os aparelhos podem proporcionar para o trecho. Este valor ser dado pela seguinte expresso:

Deve-se identificar, ao longo dos trechos, as peas que o compe para que se possa calcular os comprimentos totais (reais + equivalentes). importante observar em cada trecho os materiais empregados (para garantir a quantificao correta).Aps esta etapa necessrio calcular a perda de carga unitria e posteriormente a perda de carga no trecho, pelas respectivas equaes:

e (para gua fria) e (para gua quente)

Na anlise do desnvel geomtrico deve-se verificar o seu sentido quanto a contribuio ao sistema (isto ir alternar o sinal). Quanto as presses deve-se obedecer os mnimos exigidos por norma para o perfeito funcionamento dos aparelhos (valores tabelados), e deve-se limitar por questes de segurana e conforto a presso final. A presso final dada pela seguinte expresso:

+ +

Para o dimensionamento atribui-se inicialmente certos valores para os dimetros (respeitando os mnimos exigidos) e verifica as presses. Em caso do mesmo estar de acordo com os valores mnimos e mximos o dimensionamento est correto, j para os casos de os valores no respeitarem estes limites deve-se variar o dimetro de modo a atender estes critrios.

Dimensionamento das colunas de AF/AQ O clculo das colunas de AF e AQ baseia-se na somatria de peso dos equipamentos que cada pavimento ir contribuir para atender s presses necessrias de cada um daqueles. Isso significa que o ponto de topo da coluna precisa ter uma presso dinmica mnima que, ao perder carga ao passar pela tubulao, tenha a presso mnima para o correto funcionamento dos equipamentos de todos os pavimentos.

Dimensionamento dos barriletes de AF/AQ

O clculo dos barriletes no foge do mesmo procedimento utilizado para o clculo dos outros trechos (ramais e coluna). Porm, ao atingir o ponto de sada de gua do reservatrio superior, a presso dinmica deste ponto no pode ser maior que zero, ou seja, este ponto no pode precisar de carga de gua acima desta cota para que haja o escoamento. Caso o valor da presso seja positivo, necessrio fazer o redimensionamento com o intuito de diminuir as perdas de carga da tubulao ou a reduo da presso necessria no topo da coluna.

Clculos

Conforme explicado anteriormente, o dimensionamento das redes de gua fria e quente necessita de uma anlise dos pesos de cada aparelho a ser utilizado. Segue abaixo a tabela utilizada pra clculo desses pesos:

Tabela 2: Pesos de aparelhos utilizando gua fria e quente

Aps essa anlise os pesos foram colocados nas tabelas de clculo de redes de gua fria e quente, para os barriletes, colunas, ramais de gua fria e ramais de gua quente. Segue abaixo os resultados:

A tabela a seguir o resumo os dimetros nominais e tipo de material a serem utilizados em cada ponto das de gua fria e quente:

Dimensionamento das Bombas de recalque

O sistema de recalque tem como funo elevar a agua do reservatrio o inferior at o reservatrio superior. O dimensionamento consiste em:

Vazo preliminar

Onde:

Cd = consumo dirio (m/dia):N = numero de horas de funcionamento por dia (h/dia)Adota-se N = 4,5h/diaCom o valor de Q pela formula do dimetro econmico (Frmula de Forcheimer), tem se:

Vazo Preliminar

Dr = dimetro interno de recalque (mm);Q = Vazo preliminar (m/s);= fator de operao diria, dado por =n/24 = 4/24 = 0,17Utiliza-se Ferro Galvanizado de 1 1/2(Di = 41,80 mm) para o recalque. Para a suco, utiliza-se um DN maior que o do recalque, sendo assim, utiliza-se 2(Di = 53,00 mm) para a suco.

CLCULO DA CURVA DO SISTEMA

Para o clculo da curva do sistema, necessrio calcular o comprimento total (real + equivalente) de cada parte da tubulao (suco e recalque).O comprimento equivalente tabelado de acordo com a conexo e o tipo de material, os valores utilizados para o clculo esto representados na tabela a seguir:

Suco 2 Dinterno= 53,0mm:

Comprimento EquivalenteConexes e DispositivosLequivalente (m)

1 Vlvula de p14

3 Cotovelo5,1

2 t Lateral6,4

2 Registros de Gaveta0,6

Lequivalente:26,1

Lreal =0,1 + 5,0 + 1,0 + 0,45 + 0,1 +0,45 = 7,1Leq = 7,1+ 26,1 = 33,2

Recalque 1.1/2 Dinterno = 41,80 mm

Comprimento EquivalenteConexes e DispositivosLequivalente (m)

12 Cotovelos16,8

2 t Lateral5,0

1 Registros de Gaveta0,3

1 Vlvula de Reteno4,8

1 Sada de Tubulao1,3

Lequivalente:28,2

Lreal = 1,7 + 0,2 + 0,2 + 8,2 + 2,8x11 + 6,3 = 47,4Lreal = 28,2 + 47,7 = 75,6

CURVA DO SISTEMA

Hbomba =

A bomba escolhida a bomba de especificao ME HI5 de 2 CV da SCHNEIDER MOTOBOMBAS, com suco 2, recalque 1.1/2. O ponto de funcionamento aproximadamente Q = 6,0m/h e H = 44 mca.

Q (m/h)H=21,3Q1,88 + 371H em mca

0371,037,1

0,5371,837,2

1,5377,037,7

2,5386,738,7

3,5400,640,1

4,5418,541,8

5,5440,244,0

6,5465,846,6

7,5495,049,5

8,5527,952,8

9,5564,456,4

DIMENSIONAMENTO DE GUA PLUVIAL

Para este dimensionamento foi usada a NBR 10844 1989. Considerou-se a chuva de projeto como a chuva de Londrina que representada pela frmula abaixo. Foi usado um T = 25 anos e t = 5 min.

T (anos); t (min); I (mm/h).

A vazo de projeto foi calculada atravs da frmula:

Nesse projeto foram usadas 3 situaes diferentes para clculo da rea de influncia da vazo de projeto. Nas sacadas foi considerado rea plana, apesar de se saber que a sacada protegida pelo peitoril e por uma cobertura. A frmula utilizada foi:

Na cobertura mais alta h a presena de um telhado com duas guas e uma platibanda. Sendo assim soma-se a rea de uma das guas com a rea da platibanda. A frmula para telhado inclinado e para platibanda esto respectivamente abaixo. interessante lembrar que a rea do telhado inclinado para uma gua apenas.

Na cobertura mais baixa existe dois telhados com duas guas cada e com a calha entre as guas. Para eles foi feito o clculo da rea de uma das guas da mesma forma que foi feito o da cobertura mais alta, s que sem a parcela da platibanda.O dimensionamento das calhas foi feito por tentativas, arbitrando o valor da altura da lmina dgua (y), mas fixando a base da calha em 0,20 m. Com o valor da altura da lmina possvel se obter a rea molhada e o permetro molhado, consequentemente se obtm o raio hidrulico. O objetivo era chegar em uma vazo admissvel pela calha e compar-la com a vazo de projeto, para isso se usou as formulas abaixo em sequncia:

As calhas foram consideradas de ao, ou seja, com n =0,011.A lmina da calha mais alta de 1,4 cm e a lmina das calhas mais baixas da cobertura so 3,8 cm. Mas para aproveitar o corte das chapas e ocorrer o menor nmero de emendas possveis foi usada uma calha com base de 20 cm altura de 10 cm e duas abas de 5 cm. Superestimando a calha tambm se reduz o problema do entupimento. Os dimetros da tubulao horizontal foram escolhidos atravs da tabela 4 da NBR. Somando todas as reas de influncia e obtendo os respectivos volumes dos tubos anteriores ele, possvel identificar na tabela qual o volume suportado por cada dimetro estar mais prximo do volume de clculo. Atravs dos bacos que esto na figura 3 possvel tambm identificar qual o dimetro atende melhor ao volume de clculo para os tubos verticais. No recomendada a mudana de dimetro nos tubos de queda, sendo assim o dimetro escolhido foi o de 100 mm. interessante tambm manter a continuidade de dimetros de tubos horizontais para os tubos verticais.

DIMENSIONAMENTO DA REDE DE INCNDIO

Projeto de segurana contra incndio

O projeto de segurana contra incndio foi realizado com base nas normas do Cdigo de Preveno de Incndio do corpo de bombeiros de 2012 do Paran. Tratando-se de um edifcio residencial com 10 pavimentos, escolheu-se o tipo de sistema e classificao de risco para o mesmo. Classificou-se como um sistema do TIPO 2, com risco leve.

ETAPA 1ANALISE DO TIPO DE SISTEMA DE PROTEO E VAZO MINIMA

GRUPOARESIDENCIAL

DIVISOA2EDIFCIOS DE APARTAMENTO

TIPO DE SISTEMATIPO 2qfi = 300 MJ/m

Sistema de Proteo por Extintores

Para o sistema de proteo por extintores foi utilizada a NPT 021 prescrita no cdigo de preveno de incndio. Foi estabelecido um nmero de unidades extintoras para o edifcio considerando um risco leve, onde a distncia do operador deve percorrer at 25 metros para alcanar o extintor. Utilizou-se para o edifcio 2 tipos de extintores:

CO2 6kg Extintor com carga de Dixido de Carbono P BC 4kg Extintor com capacidade extintora de no mnimo 20-BC

Quantidade utilizada de extintores CO2- 6kg: 1 Casa de Maquinas Cobertura1 Caixa de gua - Cobertura1 Casa de Bombas SubsoloTOTAL: 3 Quantidade de extintores P BC 4kg:1 Hall dos apartamentos x10 - Pavimento Tipo6 Trreo 2 Subsolo TOTAL = 18

Sistema de Proteo por Hidrantes

Para o dimensionamento do sistema de hidrantes, utilizou-se as normas com base na NPT 022-11. Previamente foi definido o tipo do sistema e sua vazo mnima a ser utilizada. Tratando-se de um edifcio residencial de 10 pavimentos definiu-se como um tipo de sistema: TIPO 2, o que representa uma vazo mnima de projeto de 150 (L/min) para cada hidrante, e a vazo mnima deve atender 2 hidrantes em operao simultnea.

VAZO MINIMAqmin (L/min)150qmin(L/s)3,25

VAZO MNIMA PARA 2 HIDRANTES (2*qmin)Qmin(L/s)6,50

Foi previsto uma tubulao de ao galvanizado na cor vermelha com dimetros diferentes em seus trechos.

Trecho de Suco 4Trecho de Recalque at a entrada do Hidrante 3Trecho de Recalque at a sada do Hidrante 2.1/2Trecho de Retorno 1Sobre os abrigos e mangueiras de incndio, ficam previstos:1x Abrigo de (60x90x18) cm para cada pavimento tipo com:2x Lance mangueira de 15m de dimetro de 38mm2x Requinte CACChave Storz

2x Abrigo de (60x90x18) cm para o trreo e sub-solo com:2x Lance mangueira de 15m de dimetro de 38mm2x Requinte CACChave Storz

Dimensionamento de Hidrantes

Para o dimensionamento de hidrantes, fez-se a verificao das perdas de carga para a o obteno de uma bomba de recalque que atenda a vazo mnima necessria. Fez-se todo o clculo das perdas de carga utilizando a frmula de perda de carga unitria de Fair-Whipple-Hsiao.

ETAPA 2CLCULO DAS PERDAS DE CARGA

SUCO

Lreal (m)PeaLeq (m)QuantidadeLeq Parcial (m)Leq Total (m)Ltotal (m)DI (mm)H

6,36Entrada de borda 4"3,213,214,120,46106,81,052462704

Joelho de 90 4"3,7627,52

T de passagem direta 4"0,6631,98

Registro de gaveta 4"0,721,4

RECALQUE - HIDRANTE MAIS DESFAVORVEL

Lreal (m)PeaLeq (m)QuantidadeLeq Parcial (m)Leq Total (m)Ltotal (m)DI (mm)H

20,44Registro de gaveta 3"0,52140,961,3481,212,01819226

Vlvula de reteno horizontal6,316,3

Joelho 3"2,82925,38

T de passagem lateral 3"4,1128,22

RECALQUE - SAIDA DO HIDRANTE MAIS DESFAVORVEL

Lreal (m)PeaLeq (m)QuantidadeLeq Parcial (m)Leq Total (m)Ltotal (m)DI (mm)H

0T de sada lateral 2.1/2"3,4313,4313,4313,4368,56,034410108

Registro Angular 2.1/2"10110

Desnivel GeometricoMANGUEIRAESGUICHO

Dg (m)L(m)DN (mm)HPresso (kPa)q0 (L/s)Kesg H

6,5630386,393753507,256,65873959641,61712247

Onde:

Multiplica-se a perda de carga unitria pela perda de carga real e obtm a perda de carga no trecho.

Onde:

Perdas de carga nos trechos:

Com o clculo das perdas de carga obteve-se o valor de altura manomtrica (kPa) que necessria para o funcionamento do sistema. Para a escolha da bomba, utilizam-se os valor de vazo mnima e vazo mxima (sendo a mxima como 1,2 vezes o valor da mnima).

ETAPA 3Altura Manomtrica (kPa)H(mca)Qmn (m/h)Qmax (m/h)

132,715937513,271593751821,6

A partir dessas informaes, escolheu-se a bomba KSB Linha Meganorm 40/160 com rotor de 166 mm, com operao de 1750 rpm.

Figura 1 Operao da Bomba KSB 40-160 (Fonte: Catalogo KSB)

Figura 2 Operao da Bomba KSB 40-160 (Fonte: Catalogo KSB)

Obteve-se tambm as perdas de carga na tubulao de retorno e fez-se a verificao a partir da altura manomtrica do ponto de funcionamento da mesma.

ETAPA 4RETORNO - TUBULAO TESTE

Trecho de 3"

Lreal (m)PeaLeq (m)QuantidadeLeq Parcial (m)Leq Total (m)Ltotal (m)DI (mm)H

2,5T de passagem direta 3"0,510,59,6212,1281,23,888763196

Joelho 90 3"2,8212,82

Vlvula de reteno horizontal6,316,3

Trecho de 1"

Lreal (m)PeaLeq (m)QuantidadeLeq Parcial (m)Leq Total (m)Ltotal (m)DI (mm)H

1Registro de Gaveta 1"0,210,21,172,1727,9127,8949872

Saida de Canalizao0,9710,97

Desnivel Geometrico

Dg (m)

2

ETAPA 5Altura Manomtrica (kPa)H(mca)

151,783750315,17837503

A partir das analises, plotou-se um grfico com os pontos de operao da bomba, do hidrante, da tubulao de retorno e dos pontos de operao mximo e mnimo, e verificou-se que a bomba est adequada e dentro dos limites de operao para o sistema.

Figura 3 Grfico de operao do sistema de hidrante

DIMENSIONAMENTO DE ESGOTOO dimensionamento de esgoto sanitrio foi feito atravs da NBR 08160 1999. O clculo feito somando as contribuies de cada aparelho para a tubulao atravs da Unidades Hunter de Contribuio (UHC). A norma apresenta as UHC para cada aparelho sanitrio e tambm as exigncias mximas e mnimas para tubos de queda, tubos de ventilao e subcoletores, na forma de tabelasO banheiro 1 e o banheiro 2 apresentam so ligados ao mesmo tubo de queda, portanto so calculados em conjunto. O somatrio de UHC para este caso : 2 * 2 UHC (chuveiro de resistncia) + 2 * 1 UHC (lavatrio de residncia) + 1 * 2 UHC (banheira) + 2 * 6 UHC (bacia sanitria) = 20 UHC. A contribuio de cada aparelho assim como o dimetro mnimo da tubulao horizontal de cada aparelho est na tab. 3, pg. 16 da NBR. Este edifcio contm dez pavimentos, logo deve-se multiplicar o somatrio encontrado por 10, encontrando 200 UHC. Para se encontrar o dimetro do tubo de queda utilizou-se a tab. 6, pg. 18 e encontrou-se um DN = 100, j que o edifcio apresenta mais que 3 pavimentos. A tubulao de ventilao foi encontrada utilizando-se da tab. 2, pg. 12 e encontrou-se um DN = 75, devido ao fato de ser o mais prximo exigncia de 200 UHC e que atenderia a altura do edifcio que de aproximadamente 33 m.O Lavabo apresenta um tubo de queda s para ele. O nmero de unidades Hunter calculado da mesma forma do caso acima: 1 * 6 UHC (bacia sanitria) + 1 * 1 UHC (lavatrio residencial) = 7 UHC. Multiplicando por dez pavimentos encontra-se 70 UHC. Sendo assim, a favor da segurana e para uniformizar o dimetro dos tubos de queda, usa-se um tubo de queda de DN = 100, mas um DN = 75 j seria suficiente. A contribuio do banheiro 3 : 1 * 1 UHC (lavatrio de residncia) + 1 * 6 UHC (bacia sanitria) + 1 * 2 UHC (chuveiro eltrico) = 9 UHC. Para o prdio todo a contribuio 90 UHC. Com isso se encontra um DN = 100 para o tubo de queda. O dimetro do tubo de ventilao que suporta uma contribuio de 90 UHC e um comprimento de 33 m o DN = 75.A cozinha e a rea de servio so ligadas ao mesmo tubo de queda, sendo assim a contribuio da cozinha e da rea de servio foram somadas: 2 * 3 UHC (pia de cozinha residencial) + 1 * 3 UHC (tanque de lavar roupa) + 1 * 3 UHC (mquina de lavar roupa) + 1 * 2 UHC (mquina de lavar louas) = 14 UHC. Contando o prdio todo a contribuio de 140 UHC o que leva um tubo de queda de DN = 100. Os subcoletores so usados quando se tem que fazer desvios na tubulao. Eles foram necessrios no 1 tipo e no trreo. Para este clculo foi utilizada a tab. 7, pg. 18 da NBR. Os dimetros foram escolhidos a partir da contribuio de UHC que chegava em cada tubulao e tomando o cuidado para que a declividade da tubulao no causasse uma altura que prejudicasse a execuo do projeto.