Apostila Sistemas Prediais

Universidade de Passo Fundo Faculdade de Engenharia e Arquitetura

Curso de Engenharia Civil

DISCIPLINA: Sistemas Prediais I – Parte 1

ASSUNTO: Introdução;

Materiais e componentes;

Sistemas Prediais de Água Fria;

Sistemas Prediais de Água Quente.

PROFESSORES: Vera Maria Cartana Fernandes

Vinicius Scortegagna

Passo Fundo / 2015

Sistemas Prediais I - 1

Profª. Dra Vera Maria Cartana Fernandes

1 SISTEMAS PREDIAIS – CONCEITUAÇÃO

1.1 Conceitos Iniciais:

Sistema: É o conjunto de partes coordenadas para realizar um conjunto de finalidades.

Edificação: É constituída de subsistemas inter-relacionados, classificados de acordo com

a suas funções.

Definição de Sistemas Prediais: Conjunto de insumos e serviços necessários para o

desenvolvimento das atividades em um edifício.

Sistemas Prediais são sistemas físicos, integrados a um edifício, e que têm por

finalidade dar suporte às atividades dos usuários, suprindo-os com os insumos prediais

necessários e proporcionando os serviços requeridos.

Os subsistemas das edificações podem ser divididos nas seguintes formas:

Estrutura:

Fundações

Superestrutura

Envoltória Externa:

Sob nível do solo

Sobre o nível do solo

Divisores de espaços externos

Verticais

Horizontais

Escadas

Divisores de espaços internos

Verticais

Horizontais

Escadas



Serviços

Água Suprimento de suprimento de água

Sistema de Coleta de Esgotos

Energia Suprimento de gás

Suprimento de energia elétrica

Segurança Sistema de proteção contra incêndios

Sistema de segurança patrimonial

Conforto Sistema de condicionamento de ar

Sistema de iluminação

Transporte Sistema de transporte mecanizado

(elevadores / escadas rolantes)

Comunicações Sistema de comunicação interna

Sistema de telecomunicação

Automação Automação de escritórios

Automação predial

1.2 Os Sistemas Prediais e o Edifício:

2.1. Definição:

É o conjunto de tubulações, dispositivos e equipamentos necessários para o correto

desempenho das funções de uma edificação, no que diz respeito à utilização da água.

Sistemas hidráulicos (15):

- Água fria; Água gelada; Água quente; Esgotos sanitários; Águas pluviais;

Drenagem de sub-solo; Gás combustível; Água Salgada; Sabão líquido; Aquecimento de

pisos; Limpeza a vácuo; Gases hospitalares; Fonte e cascatas; Piscinas; Saunas /

duchas.

Sistemas de Segurança contra incêndios (13):

- Hidrantes; Extintores; Chuveiros automáticos, Água nebulizada; Espuma; FM200;

CO2; Deteção e alarme; “Voice Alarm”; Sinalização; Exaustão e fumaça; Portas

automáticas; “Dumpers”; corta fogo.



Sistemas de Comunicação (12):

- Telefonia / Fax; Interfonia; TV/cabo; Vídeo Cassete; Internet; Central de chamada

(BIP); Busca Pessoa; Comunicação de dados; Automação de escritórios; Controles;

Rádio.

Sistemas Elétricos (10):

- Iluminação; Força; Energia estabilizada; Emergência; Sinalização; Extra baixa

tensão (12v); Hora unificada; Emergência - No break; Descargas atmosféricas; Comandos

foto-elétricos.

Sistemas Mecânicos/Segurança Patrimonial (9):

- Ventilação mecânica; Condicionamento de ar; Exaustão; segurança contra

intrusão; Controle de Acesso; Controle de veículos; Controle de ronda; Circuitos fechados

de Televisão; Portas e catracas automáticas.

Sistemas de Transporte (5):

- Elevadores; Escadas Rolantes; Monta-carga; Esteiras Transportadoras;

Transporte Pneumáticos.

Totalizando 64 sistemas Prediais.



1.3 Sistemas Prediais I

Nesta disciplina estudaremos os seguintes subsistemas do edifício, cujos nomes estão

em destaque.

Estrutura:

Envoltória Externa:

Divisores de espaços externos

Divisores de espaços internos

Serviços

Água Suprimento de suprimento de água fria, quente.

Sistema de Coleta de Esgotos sanitários e águas

Pluviais

Energia Suprimento de gás

Segurança Sistema de proteção contra incêndios

Hidrantes ou mangotinhos

Conforto

Transporte

Comunicações

Automação

Os sistemas hidráulicos prediais devem ser projetados de modo a:

- prover água nos locais de uso;

- prover a possibilidade de uso da água;

- destinar a água utilizada acompanhada de resíduos introduzidos pela utilização.

Para realizar estas finalidades, elas trabalham com os três subsistemas inter-

relacionados:

- Suprimento de água;

- Equipamento sanitário;

- Coleta de Esgotos Sanitários.

Como mostra o esquema abaixo:



De modo a controlar as seguintes variáveis:

- Pressão;

- Velocidade;

- Vazão;

- Temperatura;

- Qualidade da água.

As quais possuem sua interação com o sistema físico da edificação, que tem por função

conduzir água desde a origem até o seu destino final.

A seguir são apresentados exemplos dos diversos sistemas que integram esta disciplina.

Sistema Predial de Água Fria

Com Medição Convencional



Sistema Predial de Água Fria

Com Medição Individualizada

Sistema Predial de Água Quente

Aquecimento individual por apartamento



Sistema Predial de Esgoto Sanitário

Sistema Predial de Água Pluvial



Sistema Predial de Hidrantes ou Mangotinhos

Sistemas Prediais I- 9

Prof(s). Vera Maria Cartana Fernandes e Vinicius Scortegagna

2 MATERIAIS E COMPONENTES EMPREGADOS NOS

SISTEMAS HIDRÁULICOS PREDIAIS

2.1 Introdução:

Quando um Engenheiro pensa na realização de um projeto de sistemas hidráulicos

prediais, ele passa necessariamente:

- pela definição do melhor lançamento das diferentes partes do sistema e o

encaminhamento das tubulações;

- por um estudo de integração entre os diversos projetos que irão compor a

edificação em questão (arquitetura, estrutura, eletricidade, etc);

- pelo dimensionamento de cada um dos sub-sistemas que compõem o sistema

hidráulico predial.

Pensando também na melhor forma de detalhamento, para dar maior clareza na hora

de execução dos projetos.

Mas todos estes cuidados podem ser desperdiçados, se o projetista não tiver a

preocupação de fornecer junto com todas as plantas, detalhes e memoriais descritivos

do projeto, uma detalhada especificação dos materiais e componentes a serem

utilizados.

Através da indicação dos tubos e conexões, aparelhos sanitários, dispositivos de

controle de fluxo, e acessórios hidráulico-sanitários.

2.2 Materiais Empregados nos Sistemas Hidráulicos Prediais:

2.2.1 Tubos e Conexões:

2.2.1.1 Tubos Galvanizados:

O problema comumente associado à condução de água em tubos galvanizados é a

corrosão.

Em tubos de aço-carbono zincado (ou galvanizado), conduzindo água fria, a camada

de zinco, ao promover uma película passiva de proteção, evita em larga extensão a

ocorrência do fenômeno da corrosão. Mas a intervenção de múltiplos fatores como

água de pH muito baixo, alta concentração de bicarbonatos, velocidades altas, etc,

podem desencadear o processo de deteriorização da superfície interna dos tubos. Pelo



ataque a cobertura de zinco, o tubo galvanizado comporta-se com um tubo de ferro,

apresentando corrosão alveolar e formação de tubérculos, trazendo como principal

conseqüência a diminuição na capacidade de vazão das tubulações, o que pode

implicar, se for o caso, em elevação dos custos de bombeamento.

Em tubos galvanizados para condução de água quente, os depósitos ou incrustações

podem desempenhar um papel decisivo na evolução do processo de corrosão, a

formação dos depósitos deve-se a sedimentação de sólidos suspensos, quanto à

precipitação, em especial do carbonato de cálcio, desenvolvido a partir de reações

químicas, por elevação da temperatura. Sendo esta a maior causadora de problemas

de incrustações em sistemas prediais de água quente, podendo reduzir

significativamente a capacidade de vazão das tubulações, ao obturara a seção útil de

escoamento e aumentar, ao mesmo tempo, a perda de carga.

Os tubos de galvanizados são utilizados em sistemas prediais de água fria, água

quente, sistemas para auxilio ao combate a incêndios e de gás. Os tubos utilizados

nestes casos são de classe média, com as seguintes características: baixo teor de

carbono; são submetidos a pressão de teste de 5000 kPa (500 m.c.a.): fabricados em

varas de 6 metros de comprimento, rosqueados nas extremidades com roscas BSP e

diâmetros de referências e nominais que variam de (1/2") DN 21 mm a (6") DN 166

mm.

Os tubos são fabricados a partir de chapas de aço ou lingotes de aço. Sendo que os de

chapas dobradas e soldadas, constituem os chamados tubos com costura, os sem

costura são fabricados por laminação ou por extrusão.

As conexões são de ferro maleável que é uma liga constituída de ferro carbono e

silício, obtido por fusão.

2.2.1.2 Tubos de Cobre:

Nos tubos de cobre um metal mais nobre (da extremidade catódica da série galvânica),

a corrosão normalmente é uniforme, uma vez que, na presença de oxigênio dissolvido,

desenvolve, em toda a sua superfície interna, uma película protetora e aderente,

responsável pela taxa bastante lenta e generalizada de deteriorização.

Por outro lado, no emprego de tubos de cobre com tubos de um metal distinto (por

exemplo, aço-galvanizado) em um sistema de água quente, as posições relativas, á luz

do sentido de escoamento da água, devem ser levadas em conta, colocando-se os

elementos de metal mais nobre (no caso o cobre) sempre a jusante do de menor



nobreza (aço-galvanizado), a fim de não de desenvolver uma pilha eletroquímica de

corrosão.

Um contato galvânico, freqüente em instalações hidráulicas prediais com aquecimento,

é aquele que se estabelece na região de mistura da água quente (tubo de cobre) com a

água fria (tubo de aço galvanizado). Esta condição acontece na ligação de chuveiros e

duchas, sendo o inconveniente do par galvânico minimizado através da adoção da

solução esquematizada abaixo.

AQ AF

(cobre) (aço galvanizado)

Os tubos de cobre apresentam três classes:

Classe E: os tubos possuem as paredes finas e são utilizados em instalações de água

fria e quente;

Classe A: os tubos apresentam as paredes intermediárias e são utilizados para

instalações de gás;

Classe I: os tubos apresentam paredes mais grossas, destinadas as instalações

industriais e combate a incêndios.

São fabricados nos diâmetros que variam desde (1/2") DN de 15 mm até (4") DN de

104 mm.

As conexões são de cobre e de latão (liga de cobre e zinco). Estas conexões podem

ser rosqueadas numa das extremidades e lisas na outra, para serem soldadas, ou

ainda lisas em ambas as extremidades.



2.2.1.3 Tubos Plásticos:

A designação genérica de tubos plásticos compreende uma grande variedade de tubos

fabricados com polímeros orgânicos sintéticos, de origem petroquímica, cuja

classificação, pode ser feita em:

- Tubos termoplásticos: que podem ser submetidos, repentinamente, ao amolecimento

e endurecimento através da variação de temperatura, dentro de escala própria de cada

material, sem ocorrência de qualquer alteração apreciável de suas propriedades. Os

principais utilizados em instalações prediais são:

Polipropileno (PP)

Cloreto de polivinila (PVC)

Cloreto de polivinil pós-clorado (CPVC)

Polietileno reticulado (PEX)

- Tubos termoestáveis ou termofixos: não podem ser amolecidos e moldados pela

variação de temperatura, pois ocorre a degradação do material. São exemplos deste

tipo de tubos os de resinas de poliéster e de epoxi. Eles não apresentam aplicação em

sistemas prediais de água.

- Tubos de PVC:

Os tubos de PVC são utilizados para:

- sistemas prediais de água fria;

- sistemas prediais de esgoto sanitário e ventilação;

- sistemas prediais de águas pluviais.

Dependendo da finalidade podem ser divididos nos seguintes tipos:

- água fria: que funcionam como condutos forçados possuem uma parede mais

grossa, e são fabricados para pressões máximas de serviço de 750 Kpa a uma

temperatura de 20 C. Podendo neste caso ser roscáveis ou soldáveis, com diâmetro

que varia desde (1/2") DN 20 mm até (4") DN de 110 mm.

- Esgoto sanitário e ventilação: que funcionam como condutos livres, são fabricados

com paredes mais finas, de forma a suportar até 50 C de temperatura. São fornecidos

com diâmetros nominais de 40, 50, 75 e 100 mm.

Os tubos apresentam extremidades com ponta e outra com bolsa.



- Águas pluviais: podem-se utilizar os tubos para esgoto sanitário, mas recomenda-se

a aplicação dos tubos desenvolvidos especialmente para essa finalidade que são os

chamados reforçados, pois as colunas verticais de águas pluviais podem, sob

determinadas condições de precipitação e altura da edificação, funcionarem como

condutos forçados e não livres.

Estas possuem diâmetros de 75 e 100 dependendo do fabricante.

As conexões usadas para água fria podem ser soldáveis ou roscáveis; para esgoto

primário e ventilação são de ponta e bolsa com junta elástica e para esgoto secundário

são soldáveis.

- Tubos de CPVC:

Estes tubos além das propriedades do PVC resistem à condução de líquidos sob

pressão com temperatura elevadas.

Sendo, portanto indicado para condução de água quente.

Os tubos e conexões são dimensionados para trabalharem com as seguintes pressões

de serviço:

- 600 Kpa conduzindo água a 80 C

- 2400 Kpa conduzindo água a 20 C.

Os tubos são fabricados com diâmetros externos de 15, 22 e 28 mm.

As suas juntas são executadas com solda química a fria, com técnica bem diferente

dos tubos e conexões de PVC. Pois são utilizados dois produtos, o primeiro produto

químico primer ataca as superfícies do tubo e conexões para facilitar a ação do

adesivo, que deve ser aplicado imediatamente após o primer. Atualmente o fabricante

já fornece junto com o adesivo o primer.

- Tubos de Polipropileno:

O polipropileno é um material plástico que vem sendo utilizado em sistemas prediais de

água fria e quente. Apresenta resistência a temperaturas elevadas e a produtos

químicos.

Os tubos são fabricados em dois tipos:

- soldáveis com paredes standard, para pressões de até 600 Kpa;



- soldáveis com paredes grossas para pressões de até 1000 Kpa, ambos com

temperatura de 100 C.

São fornecidos com diâmetros de 20 mm até 160 mm, sendo que os tubos vem em

varas de 6 metros de comprimento. Nos diâmetros de 20, 25 e 32 mm os tubos podem

ser fornecidos em rolos de 100 metros.

As juntas de polipropileno são soldáveis pelo processo de polifusão de topo ou com o

emprego de conexões que oferecem uma melhor qualidade de solda.

A polifusão consiste no aquecimento controlado, através de resistências elétricas, do

tubo e conexão, e posterior acoplamento de ambos.

- Tubos de Polietileno reticulado (PEX):

O polietileno é uma resina plástica composta de macromoléculas lineares constituídas

de Hidrogênio e Carbono em ligações alternadas. A RETICULAÇÃO nada mais é que

expulsar o Hidrogênio do sistema fazendo com que as novas ligações espaciais

formadas de Carbono mais Carbono, gerem ao novo produto, suas principais

qualidades.

As principais características dos tubos Pex são as seguintes:

Flexibilidade.

Alta Resistência à Pressão e Temperatura (100 m.c.a à 95° C continuamente)

Resistência Química.

Ausência de fissuras por fadiga.

Vida útil prolongada (norma DIN estima mínimo de 50 anos).

Excelente resistência à abrasão.

Coeficiente de atrito abaixo de qualquer material convencional.

Absorção das pressões causadas pelo Golpe de Aríete.

Sem soldas e colagens.

Maior rendimento da mão de obra (o dobro com relação ao cobre).

As tubulações são fornecidas em rolos de 100 metros para os diâmetros de 16, 20 25 e

32 mm.

2.2.1.4. Outros tipos de tubos:

Nesta categoria estão incluídos os tubos que atualmente são menos utilizados em

sistemas prediais, são eles:



- Tubos de ferro fundido: são usados em sistemas de esgoto sanitário, ventilação e

águas pluviais, são fornecidos com diâmetros que variam desde 50 mm até 250 mm,

apresentando em uma das suas extremidades ponta e outra bolsa, as conexões

apresentam também ligações de tipo ponta e ponta com anel de borracha ou luva

externa ao tubo, fixadas com abraçadeiras de aço inoxidável.

- Tubos de fibrocimento: São utilizados para coletores de esgotos sanitários e águas

pluviais, com diâmetro de 100 mm a 500 mm. As extremidades dos tubos são tipo

ponta e ponta e as conexões de ponta e bolsa com juntas elásticas.

2.3 Componentes Empregados nos Sistemas Hidráulicos Prediais:

2.3.1 Aparelhos Sanitários:

É função do sistema de esgoto sanitário coletar as águas servidas e encaminha-las a

um destino (coletor público, tanque séptico, ou local adequado).

A função de coletar as águas servidas é cumprida pelo uso das peças sanitárias, que

são projetadas de modo a tender o usuário ergonometricamente e na sua maneira de

utiliza-las.

- Bacia Sanitária:

Uma bacia sanitária deve cumprir a função de uma maneira econômica e eficiente. O

aspecto econômico se resume fundamentalmente em utilizar pouca água. Nos tempos

atuais, a água tornou-se de elevado valor, e parece um contra-senso efetuar

tratamento de água para torná-la potável e em seguida empregá-la para eliminar

dejetos. No Brasil, desde o ano de 2003, não é mais permitido a fabricação e a

comercialização de bacias sanitárias com volume acima de 6,8 L de descarga, ou 6,0 L

como valor nominal.

O aspecto de eficiência é cumprido por um projeto bem feito, segundo o qual uma

descarga de água deve ser capaz de carregar todos os dejetos. A limpeza mais

eficiente da bacia sanitária se consegue quando temos uma forte ação de sifonagem

nos primeiros dois ou três segundo, seguido de um período de fraca sifonagem,

durante o qual a bacia praticamente se esvazia, e novamente seguido de uma segunda

ação de sifonagem. Se a vazão de água é muito baixa, ocorre um quebra de

sifonagem, o resultado é uma limpeza deficiente da bacia. Se a vazão é muito alta, a

ação de sifonagem se torna contínua com a bacia parcialmente cheia até o final da



descarga, pode resultar daí que a matéria fecal e papel fiquem flutuando, também

resultando em uma limpeza deficiente.

As bacias podem ser divididas em dois grupos quanto ao fornecimento de água para

limpeza: as de válvulas de descarga e as de caixa de descarga. No primeiro caso se

obtém vazões instantâneas maiores, no segundo caso se permitem uma maior

economia de água, devido a sua forma de uso. Hoje existem no mercado as chamadas

bacias dual, ou seja, aquelas que possuem a possibilidade de dois valores de volume

de descarga, um de 6L para dejetos sólidos e outra de 3L para dejetos líquidos,

ressalta-se que este tipo de bacia pode funcionar com válvula de descarga e com caixa

de descarga acoplada.

Atualmente as bacias sanitárias, independente de ser com caixa ou com válvula de

descarga, elas podem ter a saída do esgoto de duas maneiras, as de saídas

horizontais, onde então o esgoto escoa pela parede, ou as de saídas verticais, onde o

esgoto escoa pelo piso.

As figuras a seguir ilustram os diferentes tipos de bacias sanitárias apresentadas

acima.

1 Quanto ao fornecimento de água para descarga:

- Válvula de descarga:



- Caixa de descarga:

Alta ou externa Média ou embutida Baixa ou acoplada

2 Quanto ao modelo da descarga:

Bacia sanitária caixa de descarga com acionamento dual

Bacia sanitária com válvula de descarga e acionamento dual



3 Quanto a forma de escoamento do esgoto

Saída Vertical

Saída Horizontal

- Lavatórios, banheiras, pias de cozinha e tanques:

Quase todos os aparelhos sanitários possuem o fundo plano com um formato que

possibilite um escoamento suave no final do esvaziamento da peça. Com se verá

adiante se consegue desta maneira repor a água do fecho hídrico dos desconectores

acoplados à sua descarga. E este é um fato importante para se conseguir uma boa

operação dos sistemas de esgoto.

Convém ressaltar a importância do conhecimento, por parte do projetista, das alturas

mínimas recomendadas para os pontos de utilização dos aparelhos sanitários.



As figuras abaixo ilustram as ligações desses equipamentos.

Lavatórios

Com coluna Sem coluna

Legenda:

Banheira



Pia de Cozinha

Legenda:

Tanque de Lavar Roupas

Legenda:



2.3.2. Dispositivos de Controle de Fluxo:

São aqueles usados para controlar e/ou interromper o fornecimento de água às

tubulações e aparelhos sanitários. São fabricados em bronze, ferro fundido, latão e

PVC.

Nas próximas figuras, estão demonstrados alguns exemplos.

a - Misturadores:

Para Lavatórios:

Para Bidê:

Para Pia de Cozinha:



b - Torneiras:

Para Lavatórios:

Para Pias de Cozinha:

Para Tanque:



c - Torneiras Bóias:

d - Registro de Gaveta:

e - Registro de Pressão ou Globo:



f - Válvulas de Retenção:

Tipo Portinhola:

Tipo Levantamento Horizontal:

g - Válvula redutora de pressão:



2.2.3.3. Acessórios hidráulicos sanitários:

Em geral os sistemas hidráulicos são embutidos nas paredes e/ou pisos, constituindo o

que costumamos chamar de pontos terminais de água fria e quente.

O esgotamento dos aparelhos sanitários em geral também necessita de dispositivos

para realizarem o seu escoamento.

Nas figuras seguintes estão apresentadas as principais interligações usadas em

sistemas hidráulicos prediais.

a - Desconectores:

Caixa Sifonada:

Ralo Sifonado:



Sifão tipo Copo ou Garrafa:

Sifão Tipo "P":

Sifão Tipo "S":



b - Tubos de Ligação Flexível:

c - Tubo para Válvula de Descarga:

f - Válvula de Escoamento:



3 SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA FRIA

3 1 Concepção e Projeto

3.1.1 Introdução:

No estudo dos sistemas prediais de água fria, costuma-se dividir a sua concepção e

projeto em dois grandes sistemas:

- Sistema de Abastecimento;

- Sistema de Distribuição.

O sistema de Abastecimento é formado pela fonte captação de água, que pode ser

diretamente da rede pública, quando o lugar onde se desenvolverá o projeto possui

sistema de abastecimento público em condições de atender as exigências de projeto; e de

fontes particulares nos demais casos.

Se a captação de água for feita a partir de uma fonte particular, deve ser previsto um

sistema de tratamento, a fim de se garantir a qualidade da água para uso humano.

De qualquer forma, caso exista rede pública, as fontes particulares podem ser utilizadas

para outras finalidades, tais como combate a incêndio, lavagem de pisos, uso industrial,

entre outros.

Compõem também este sistema um conjunto de tubulações chamadas de

alimentadoras, que conduzirão a água desde a sua fonte de captação até o início da

rede de distribuição dentro da edificação.

O abastecimento de água é feito por meio de uma ligação predial, que compreende:

- Ramal predial ou ramal externo: É o trecho compreendido entre a rede pública e o

aparelho medidor (hidrômetro);

• Alimentador predial ou ramal interno de alimentação: É o trecho compreendido entre o

hidrômetro e a primeira derivação, ou até a válvula de flutuador ("váIvula de bóia") na

entrada de um reservatório.

Se o sistema possuir reservatório inferior, conforme será visto na seqüência, deve ser

prevista uma instalação elevatória, constituída por dois conjuntos moto-bomba, válvulas

para operação e manutenção, entre outros.

O sistema de Distribuição é formado pelo conjunto de tubulações, dispositivos e

equipamentos que conduzem a água desde o sistema de alimentação até os pontos de

consumo.



3.1.2. Componentes dos Sistemas - Terminologia:

Fazem parte do Sistema de Alimentação os seguintes componentes:

- Ramal predial

- Abrigo, cavalete e hidrômetro

- Alimentador predial

- Reservatório inferior

- Instalação de recalque - sucção, bombas e coluna de recalque

- Reservatório superior.

No Sistema de Distribuição temos então:

- Barrilete

- Colunas de distribuição

- Ramal

- Subramal.

O esquema apresentado abaixo identifica cada um destes componentes.



3.2 Características do Sistema de Abastecimento:

Este sistema tem como finalidade:

dar continuidade de fornecimento de água;

ter uma vazão adequada com a do sistema urbano de abastecimento - Qsa

proporcionar o atendimento da vazão de pico do sistema de distribuição - Qpsd

apresentar pressão compatível com a disponível no ponto terminal do sistema

urbano de Abastecimento - Psa

fornecer pressão adequada nos pontos de consumo do sistema de distribuição -

Ppc

ser concebido e projetado de modo a atender todos os aspectos legais do S.U.A. e

S.U.D.

3.2.1 Classificação dos Sistema de Abastecimento:

SISTEMA DIRETO

São aqueles onde o abastecimento é feito diretamente da rede pública sem a interposição

de nenhum dispositivo, o sistema de abastecimento vai até o início da coluna de

distribuição, sendo então, a distribuição ascendente. Nesse sistema, as peças de

utilização do edifício estão ligadas diretamente aos elementos que constituem o

abastecimento, ou seja, a instalação é a própria rede de distribuição.

Conforme as condições de pressão e vazão da rede pública, tendo em vista as

solicitações do sistema predial, o sistema direto pode ser sem bombeamento ou com

bombeamento.

Sistema Direto sem Bombeamento

Neste caso, é o sistema de abastecimento que deve oferecer condições de vazão, pressão e

continuidade suficientes para o esperado desempenho da instalação. Este sistema encontra-

se detalhado na figura abaixo.



Sistema Direto com Bombeamento

Neste caso, à rede de distribuição é acoplado um sistema de bombeamento direto, conforme

a figura abaixo. A água é recalcada diretamente do sistema de abastecimento até as peças

de utilização. Esta tipologia de sistema direto é empregada quando a rede pública não

oferece água com pressão suficiente para que a mesma seja elevada aos pavimentos

superiores do edifício.



Comentários

O sistema direto apresenta, basicamente, as seguintes vantagens:

• dispensa reservatórios;

• proporciona um menor custo da estrutura, pois uma vez que dispensa a construção de

reservatórios (superior e inferior), há uma diminuição da carga depositada sobre a

mesma;

• possibilita a disposição de uma maior área útil, já que o espaço destinado aos

reservatórios poderá ser utilizado para outros fins;

• garante uma mehor qualidade da água, tendo em vista que o reservatório pode se

constituir numa fonte de contaminação (limpeza inadequada ou inexistente, possibilidade

de entrada de elementos estranhos, etc).

Porém, o sistema direto apresenta também algumas desvantagens, tais como:

• fica inoperante quando falta água na rede pública, pois não é provido de reservatório;

• necessita de dispositivos anti-retorno, para impedir que a água retorne e possa

contaminar a rede pública;

• solicita continuamente a rede pública, com pressões e vazões adequadas ao sistema

predial;

• tem-se um aumento da reserva de água no sistema público, uma vez que este terá que

atender aos picos de consumo do edifício;

• pode ocorrer contaminação da rede pública devido a um funcionamento inadequado do

dispositivo anti-retorno, que é um componente mecânico.

No caso do sistema direto ser pressurizado por bomba, existem outros fatores a serem

considerados, quais sejam:

• inoperância quando da falta de energia elétrica, o que acarretaria a adoção de um,

sistema gerador de energia elétrica de emergência ou a óleo diesel, onerando ainda mais

o sistema;

• manutenção periódica, exigindo mão-de-obra especializada, uma vez que se trata de um

sistema com características e equipamentos diferenciados;

• maior gasto de energia elétrica, pois pelo menos um conjunto motor-bomba opera

continuamente.



SISTEMA INDIRETO

São os sistemas onde o abastecimento não é realizado diretamente da rede pública,

havendo a necessidade da interposição de reservatórios, nestes casos a distribuição e

sempre descendente por gravidade.

Quanto à pressurização, o sistema indireto de água fria pode ser por gravidade ou

hidropneumático.

Sistema Indireto por Gravidade

Neste tipo de sistema, cabe a um reservatório elevado a função de alimentar a rede de

distribuição. Este reservatório é alimentado diretamente pelo sistema de abastecimento,

com ou sem bombeamento, ou por um reservatório inferior com bombeamento.

Desta forma, configuram-se três tipos de sistemas indiretos por gravidade, quais sejam,

- Sistema indireto com reservatório superior

- Sistema indireto com bombeamento

- Sistema indireto com reservatório inferior e superior

Sistema Indireto RS

O sistema indireto RS é composto por um alimentador predial equipado com válvula e

bóia, um reservatório superior e uma rede de distribuição.

Quando há consumo na rede de distribuição, ocorre uma diminuição no nível do

reservatório causando uma abertura total ou parcial da váIvuia de bóia. Tal abertura

implica num reabastecimento do reservatório superior proporcionado pela rede de

abastecimento, através do alimentador predial.

Para a adoção deste sistema, faz-se necessário uma rede de abastecimento com

condições hidráulicas suficientes para elevar a água ao reservatório superior.

Na figura abaixo é apresentado um esquema do sistema indireto RS.



Sistema - Indireto com Bombeamento

No caso do sistema indireto com bombeamento, tem-se um alimentador predial equipado

com válvula de bóia, a instalação elevatória, o reservatório superior e a rede de

distribuição.

Esta solução é adotada quando não forem oferecidas, pelo sistema de abastecimento,

condições hidráulicas suficientes para elevação da água ao reservatório superior.

Desta forma, a finalidade do sistema de recalque é elevar a água diretamente do sistema

de abastecimento ao reservatório superior, sendo o suprimento feito conforme o controle

imposto pela válvula de bóia. Na figura abaixo é apresentado um esquema do sistema

indireto com bombeamento.



Sistema Indireto RI-RS

Este sistema é composto por um alimentador predial com válvula de bóia, reservatório

inferior, instalação elevatória, reservatório superior e rede de distribuição.

O inicio do ciclo de funcionamento deste sistema ocorre quando o reservatório superior

estiver no nível máximo e a instalação elevatória desligada. O reservatório superior possui

uma chave elétrica de nível, a qual aciona a instalação elevatória num nível mínimo e

desliga a mesma num nível máximo. Desta forma, havendo consumo na rede de

distribuição, o nível da água no reservatório superior desce até atingir o nível de ligação,

acionando a instalação elevatória, a qual será novamente desligada quando a água voltar

a atingir o nível máximo, encerrando assim o ciclo.

Paralelamente, quando do acionamento da instalação elevatória, a válvula de bóia do

alimentador predial abre-se parcial ou totalmente, e o reservatório inferior passa a ser

alimentado pela rede de abastecimento. Vale salientar que o reservatório inferior também

é equipado de uma chave elétrica de nível, a qual impossibilitará o acionamento da

instalação elevatória quando o referido reservatório estiver vazio. A figura abaixo

apresenta um esquema deste sistema .

Convém salientar que as características de funcionamento do sistema em questão,

evidenciam que as condições hidráulicas exigidas ao sistema de abastecimento referem-

se apenas ao reservatório inferior.



Comentários

Os sistemas indiretos por gravidade apresentam as seguintes vantagens:

• rede predial menos exposta às falhas da rede pública, uma vez que com o(s)

reservatório(s) se garante, dentro do possível, a continuidade da vazão e pressão

nacesscirias para o sistema predial;

• economia de energia elétrica, pois não se utiliza de bombas para elevar a água aos

reservatórios superiores; no caso de sistemas indiretos por gravidade, aumentado

diretamente pela rede pública e no caso de sistemas indiretos por gravidade através de

um reservatório inferior com bombeamento de água ao reservatório superior, o conjunto

motorbomba é utilizado apenas durante determinados periodos de tempo, economizando

assim energia elétrica.

Em contrapartida, os sistemas indiretos por gravidade apresentam as seguintes

desvantagens:

• possibilidade de contaminação da água nos reservatórios;

• maior custo, devido ao acréscimo de carga na estrutura, decorrente da existência de um

reservatório superior;

• maior tempo de execução da obra, pois a existência do reservatório implica numa

estrutura mais complexa e a tubulação tem, na maioria das vezes, um percurso maior,

uma vez que não mais alimenta diretamente os aparelhos sanitários;

• maior área de construção, com o acréscimo decorrente das áreas dos reservatórios,

acarretando uma menor área útil.

Sistema Indireto Hidropneumático

Neste sistema, o escoamento na rede de distribuição é pressurizado através de um

tanque de pressão contendo ar e água. O sistema indireto hidropneumático pode ser sem

bombeamento, com bombeamento ou ainda um sistema com bombeamento e

reservatório inferior, usualmente denominado de sistema hidropneumático.

Sistema Indireto Hidropneumático sem Bombeamento

Este sistema compõe-se de um alimentador predial, um tanque de pressão e a rede de

distribuição.

A pressurização do tanque é através do sistema de abastecimento. Na figura abaixo

apresenta-se o esquema deste sistema, sem bombeamento.



Sistema indireto Hidropneumático com Bombeamento

A composição deste sistema é a seguinte: alimentador predial, instalação elevatória,

tanque de pressão e rede de distribuição. O tanque é pressurizado através da instalação

elevatória. Nas figuras abaixo apresenta-se os esquemas destes sistemas.



Funcionamento do Sistema Hidropneumático

O sistema hidropneumático é composto por um alimentador predial com válvula de bóia,

um reservatório inferior, uma instalação elevatória e um tanque de pressão.

Quando o tanque de pressão estiver submetido à pressão máxima e o sistema de

recalque desligado, a água no reservatório está num nivel máximo e o sistema apresenta

condições de iniciar seu ciclo de funcionamento.

Desta forma, quando há consumo na rede de distribuição, o nível de água no reservatório

começa a diminuir progressivamente. O colchão de ar expande-se e a pressão no interior

do tanque diminui até atingir a pressão mínima. Nesta situação, o pressostato aciona o

sistema de recalque elevando, simultaneamente, o nível de água e a pressão no interior

do tanque aos respectivos valores máximos. À pressão máxima, o pressostato desliga o

sistema de recalque, propiciando o inicio de um novo ciclo.

Quanto ao reservatório inferior, o mesmo comporta-se identicamente ao reservatório

inferior do sistema indireto RI-RS. Na figura abaixo é apresentado um esquema, do

sistema hidropneumático.



3.2.2 Escolha do Sistema a ser Utilizado:

Para o escolha adequada do sistema de abastecimento é necessário o conhecimento das

condições da:

- Vazão do sistema de abastecimento (Qsa)

- Vazão de Pico do sistema de distribuição (Qpsd)

- Pressão do sistema de abastecimento (Psa)

- Pressão do ponto de consumo (Ppc)

Sendo assim, a escolha depende das seguintes condições:

Qsa QPsd Sistema Direto

Psa Ppc Sistema Indireto - Reservatório Superior ou com tanque

de pressão

Sistema Direto - com bombeamento

Qsa QPsd Sistema Indireto - com bombeamento

Psa Ppc Sistema Indireto com Reservatório Inferior

e tanque de Pressão.

Qsa QPsd Sistema Indireto - com Reservatório Superior ou com

Psa Ppc tanque de pressão

Qsa QPsd Sistema Indireto - com Reservatório Inferior

Psa Ppc e Superior

Sistema Indireto - com Reservatório Inferior

e Tanque de Pressão



Resumindo:

(*) – reservação para atender as vazões de pico ( (**) - reservação para atender as vazões de pico e o período de falta de fornecimento pelo sistema de abastecimento.

4.2.3. Aspectos Legais - Tipo de Sistema de Abastecimento:

Segundo a NBR 5626/98 - Instalações Prediais de Água Fria -

"........A adoção do tipo direto para alguns pontos de utilização e do indireto para outros,

explorando-se as vantagens de cada tipo de abastecimento, constitui, em muitos casos, a

melhor solução".

Segundo o Regulamento dos Serviços de Água e Esgotos - CORSAN

Capítulo VI - Seção I - das Edificações

Artigo 50 - "As instalações prediais de água fria deverão ser projetadas de modo que o

abastecimento predial realize-se através do sistema de Distribuição Direta, Indireta e

Mista".

Artigo 51 - "Os imóveis ou parte dos mesmos poderão ter abastecimento direto desde que

seu ponto de água mais elevado esteja a uma altura máxima de 10 (dez) metros acima do

nível médio do logradouro".



3.2.4. Detalhes do Sistema de Abastecimento:

3.2.4.1. Captação da Rede Pública:

DistribuidorPúblico

Registrode

Fecho

Hidrômetro

RGRG(*)

AbrigoCavalete

Ramal PredialAlimentador Predial

Primeira Derivação ouVálvula de flutuador do

Reservatório (**)

(**) em desuso na maioria das cidades

(*) Substituição do registro de fecho



3.2.4.2 Detalhes do Reservatório Inferior:



3.2.4.3 Detalhes do Reservatório Superior:



3.3 Características do Sistema de Distribuição:

O sistema de distribuição deve ser projetado e construído para:

- garantir o fornecimento suficiente de água nos pontos de consumo;

- minimizar ao máximo os ruídos do escoamento;

- ter sempre pressão adequada nos pontos de consumo;

- manter a qualidade da água de consumo.

Segundo a Norma NBR 5626/98, a pressão estática máxima de qualquer ponto do

sistema de distribuição não deve ultrapassar aos 400 Kpa ou 40 m.c.a., sendo assim,

deve-se usar dispositivos para redução da pressão nestes pontos, os principais são:

- Caixa de quebra pressão;

- Válvula redutora de pressão

Os esquemas abaixo mostram a sua utilização.



3.1. Detalhes do Sistema de Distribuição:

3.1.1 Distribuição convencional

Este tipo de sistema é o que tem sido utilizado nos últimos anos e é ainda o recomendado

pela normalização brasileria. Neste caso cada ambiente sanitário é abastecido por uma

coluna de distribuição, que se extende desde a cobertura do prédio até o primeiro

pavimento. Possui como característica básica o fato de que toda a edificação é medida

por um único hidrômetro, sendo que cada unidade paga a conta de água de acordo com a

área de sua unidade, e não baseada no seu consumo. Nestes casos temos os seguintes

esquemas e detalhes.

A - Esquemas verticais:

São os esquemas realizados sem escala definida, e que servem para visualizar o

encaminhamento do barrilete e das colunas de distribuição até a entrada nos ambientes

sanitários, podem ser realizados em planta ou em desenho isométrico. Como mostram os

detalhes abaixo.



Colunas

Barrilete

ReservatórioSuperior

Neste caso o barrilete é chamado de concentrado, pois todos os registros de comando

estão localizados logo abaixo do reservatório superior de forma concentrada.

Já no caso da figura seguinte, pode-se ver o caso do barrilete distribuído, onde os

registros de comando estão distribuídos ao longo de toda a cobertura do prédio.

ReservatórioSuperior

Colunas

Barrilete

Nas figuras seguintes pode-se ver detalhes de plantas baixas de coberturas de prédios e

residências unifamiliares, mostrando a distribuição do barrilete, reservatórios e demais

componentes presentes em um projeto de sistemas prediais.



B Desenho Isométrico dos ambientes sanitários:

O desenho isométrico é um detalhe realizado para cada um dos ambientes sanitário, com

a finalidade de se representar o encaminhamento da tubulação dentro destes.

São desenhados de acordo com as regras do desenho técnico para o desenho em

perspectiva isométrica, onde os dois ângulos de visualização são iguais e de 30 graus, a

escala destes desenho são 1:25. Nas figuras abaixo estão representados alguns

exemplos de desenhos isométricos.

Desenho Isométrico somente com água fria:

60

30

110

90

32

25

RG

RP

BOXVS/CA

LAVD

AF3

PVC50



Desenho Isométrico com água fria e água quente:

35

75

90

60

25

BH

VS/CA

LAV

RP

RP

RG

RPRP

Vem de J

AF7PVC32

d

G


Prof(s) Vera Maria Cartana Fernandes e Vinicius Scortegagna

3.3.1.2 Distribuição com medição individualizada

O sistema de medição individual de água em apartamento consiste na instalação de um

hidrômetro em cada unidade habitacional, de modo que seja possível medir o consumo

com a finalidade de emitir contas individuais.

Neste caso cada unidade terá uma única tubulação alimentadora, após passar pelo

hidrômetro individual. Neste caso os hidrômetros poderão estar concentrados logo abaixo

do reservatório superior, como mostra a figura abaixo.

H H H HHH

Apto 02

Apto 01

Apto 03

Apto 05

Apto 04

Apto 06

RS



Ou então estarem distribuídos ao longo de todo o edifício em área de uso comum, como

mostra a figura abaixo.

H H Apto

RS

H

H

H

H

Apto

Apto

Apto

Apto

Apto



Cabe a cada projetista decidir pela melhor solução, levando em conta as peculiaridades

de cada edifício, mas lembrando sempre que a grande maioria das concessionaras locais

ainda não realizam a leitura desses hidrômetros, ficando dessa forma para o zelador ou

síndico a realização destas leituras.

3.3.2 Alturas recomendadas para os pontos de utilização dos aparelhos sanitários:

Chuveiros:

- saída da água: 2.10 a 2.20 metros;

- registros 1.10 a 1.20 metros

Bacia Sanitária:

- com caixa acoplada: 0.25 a 0.30 metros

- com caixa embutida 1.40 metros

- com caixa externa 2.25 metros

- com válvula de descarga

- válvula 1.10 metros

- ponto de alimentação 0.35 metros



Bidê:

- ponto de alimentação 0.25 a 0.30 metros

Lavatório:


Banheiras:


- registros 0.55 metros

Filtro de cozinha:


- registro de pressão 1.50 metros

Tanque de lavar roupas:

- ponto de alimentação 1.10 a 1.20 metros

Máquinas de lavar roupas e pratos:


Pia de cozinha:


Registro - gaveta ( geral)


Torneira de jardim

- ponto de ligação 0.50 metros

Mictório:

- com válvula de descarga

- válvula 1.10 metros

Ducha Higiênica:

- Saída da água: 0,50 a 0,55 metros

- Afastamento da bacia sanitária: 0,30 a 0,40 metros

- Colocação da ducha: 0,65 a 0,70 metros



3.4 Normalização e Dimensionamento

As considerações adotadas nesta apostila, são baseadas na NBR 5626/98, nos

regulamentos da Concessionária local - CORSAN, e nas experiências de projetistas de

instalações prediais de água fria.

Dimensionamento dos Componentes do Sistema Água Fria:

3.4.1. Determinação do Consumo Diário:

CD = P x C

onde:

CD é o consumo diário em l/dia

P é a população do prédio em pessoas

C consumo diário "per capita" em l/dia pessoa

3.4.1.1. Cálculo da população:

Como esta consideração não é recomendada por norma, a maioria das cidades

brasileiras adotam como critério para o seu dimensionamento o estabelecido pela

concessionária, ou vale-se de experiências de outros projetistas, sendo assim,

apresentaremos duas maneiras de cálculo da população dos edifícios:

- Cálculo baseado em experiências de uso:

- Para prédios de apartamentos ou residências:

P = (2 x NDs + 1 x NDE ) x Nº de apartamentos x Nº de pavimentos

onde:

NDS é o número de dormitórios sociais

NDE é o número de dormitórios de empregados.

- Para outras finalidades adota-se o especificado na tabela 01, mostrada abaixo:



Tabela 01 - Taxa de Ocupação de Acordo com a Natureza do Local

Natureza do Local Taxa de Ocupação

Prédio de escritório de

- uma só entidade

- mais de uma entidade

1 pessoa por 9 m2 de área

1 pessoa por 7 m2 de área

Restaurantes 1 pessoa por 1.5 m2 de área

Teatros e Cinemas 1 cadeira por 0.7 m2 de área

Lojas no pavimento térreo 1 pessoa por 3 m2 de área

Lojas no pavimento superior 1 pessoa por 5 m2 de área

Supermercados 1 pessoa por 2.5 m2 de área

Shopping Center 1 pessoa por 5 m2 de área

Salões de hotéis 1 pessoa por 6 m2 de área

Museus 1 pessoa por 8 m2 de área

Hotéis 1 pessoa por 15 m2 de área

Hospitais 1 pessoa por 15 m2 de área

- Cálculo baseado nas recomendações da CORSAN:

- Prédios Residenciais:

quando possuírem dormitórios com área de até 12 m2 considerar 2 pessoas por

dormitórios;

quando possuírem dormitórios com área maior do que 12 m2 considerar 3 pessoas

por dormitórios;

quando possuir dormitório de empregados considerar uma pessoa por dormitório;

quando possuírem vagas de garagem considerar 50 l/dia por vaga;

- Prédios Comerciais:

considerar 7 m2 de área útil por pessoa.



3.4.1.2 Cálculo do Consumo Diário " per capita":

O consumo diário "per capita" também é um valor que não está especificado pela NBR

5626/98, sendo portanto um valor estimado.

A tabela 02, apresentada abaixo mostra alguns dos valores mais comuns de serem

usados na prática.

Tabela 02 - Estimativa de Consumo de Água Fria.

Prédio Consumo ( l/dia)

Alojamento provisório 80 per capita

Casas populares ou rurais 120 per capita

Residências 150 per capita

Apartamentos 200 per capita

Hotéis ( sem cozinha e sem lavanderia) 120 per capita

Escolas - internatos 150 per capita

Escolas - semi-internatos 100 per capita

Escolas - Externatos 50 per capita

Quartéis 150 per capita

Edifícios Públicos e comerciais 50 per capita

Escritórios 150 per capita

Cinemas e teatros 2 por lugar

Restaurantes e similares 25 por refeições

Garagens 50 por automóveis

Lavanderias 30 kg por roupa seca

Mercados 5 por m2 de área

Jardins 1.5 por m2 de área

Orfanatos e asilos 150 per capita

A concessionária local estabelece que o valor do Consumo Diário para prédios

residenciais é de 200 l/pessoa.dia, enquanto que para os demais usos adota-se o valor

de 50 l/dia.pessoa.



3.4.2. Dimensionamento dos Componentes dos Sistemas de Abastecimento:

3.4.2.1 Ramal Predial e Medição:

É a tubulação que liga a rede pública de abastecimento até a instalação predial.

O seu dimensionamento é feito com base em parâmetros fornecidos pela concessionária,

e o consumo diário da edificação.

Por Exemplo:

No caso da CORSAN, adota-se o estabelecido na tabela 03, sendo que o consumo diário

é multiplicado por 30 dias.

Nesta tabela retira-se o hidrômetro indicando e o diâmetro da alimentador predial, com

base nestes dados, escolhe-se o tipo de cavalete a ser usado, conforme detalhes

fornecidos na apostila de concepção de projeto.

Tabela 03 - Tipo de Hidrômetro e Ramal Predial.

Tipo de

Hidrômetro

Vazão

(m3/h)

Hidrômetro

Indicado

Faixa de Consumo

( m3/mes)

Domiciliar

1,5

3

7

10

20

30

1.5 m3 x 3/4"

3.0 m3 x 3/4"

7,0 m 3 x 1”

10 m3 x 1"

20 m3 x 1 1/2"

30 m3 x 2"

0 até 30

0 até 400

401 até 1400

401 até 1400

1401 até 3000

3001 até 6000

Woltman

Vertical

300

1100

1800

4000

50 mm x 2"

80 mm x 3"

100 mm x 4"

150 mm x 6"

3001 a 6000

6001 a 20000

20001 a 45000

45001 a 90000

3.4.2.2 Alimentador Predial:

É a parte da tubulação que vai desde o ramal predial até a primeira derivação ou válvula

do flutuador do reservatório.

Qap CD/86.400

Onde:



Qap é a vazão mínima a ser considerada no alimentador predial (m3/s)

CD é o consumo diário total (m3)

86.400 = 24 h x 60 min x 60 seg.

A velocidade de escoamento no alimentador predial pode variar:

0.6 Vap 1.0 m/s

Sendo o usual adotar 0 valor de 0.6 m/s.

O diâmetro do alimentador predial será dado por:

Vap

QapDap

4 2

1

O valor obtido é do diâmetro interno (m).

3.4.2.3 Reservatório Inferior (RI):

O volume do reservatório é estabelecidos em função do consumo diário (CD) e das

necessidades de água para combate a incêndios (VCI), e do consumo de outros sistemas,

como o de ar condicionado.

Costuma-se armazenar 60 % do CD no reservatório inferior .

Assim:

VRI = 0.6 CD + ND CD

Onde:

VRI é o volume do reservatório inferior;

ND é o número de dias onde ocorre falta de água, (1 a 2 dias), usual 0.5 dia.

-. Diâmetro do Extravasor e Limpeza:

São dimensionados adotando-se uma bitola comercial imediatamente superior à bitola do

alimentador predial.



- Corte Esquemático:

Onde:

a é um valor que depende do espaço disponível para o reservatório, sendo que o valor

mínimo é de 50 mm

b e d são valores obtidos pelo dimensionamento do alimentador predial;

c é um valor que apesar de estar especificado na tabela 04, pode sofrer algumas

alterações;

e, f e g São valores obtidos em função do volume de cada um dos consumos que irão

compor o reservatório inferior.

3.4.2.4. Reservatório Superior: (RS)

VRS = 0.4 CD + VCIh + Vac

onde:

CD é o consumo diário em m3/dia

VCIh VCIh é o volume de combata a incêndios por hidrantes; o seu valor é adotado em

função do risco a que a edificação esta submetida, (conforme NBR13714).

Vac é a outra parte do volume de água necessária para o sistema de ar condicionado.

Reserva de Incêndio (VCIh):

A reserva de incêndios deve ser prevista para permitir o primeiro combate, durante

determinado tempo. Após este tempo considera-se que o corpo de bombeiros mais

próximo atuará no combate, utilizando a rede pública.



O volume mínimo para o sistema de hidrante ou mangotinho, deverá ser determinado pela

seguinte fórmula:

V= QxT

Onde:

Q é a vazão de duas saídas aplicando, conforme a tabela da Norma 13714, a qual estaa

reproduzida na seqüência;

T é o tempo de 60 minutos para os sistemas do tipo 1 e 2, e de 30 minutos para o sistema

tipo 3.

V é o volume da reserva em litros.

Tabela do tipo de sistemas:

Mangueira Tipo Esguicho Diâmetro Comprimento Saídas Vazão

(mm) (mm) (m) (L/min) 1 Regulavel (13mm) 25 ou 32 30 1 80(1) a 100(2)

2 Jato compacto

16 mm regulável 40 30

2 300

3 Jato compacto

25 mm regulável 65 30

2 900

- Diâmetro do Extravasor e Limpeza:

São adotados uma bitola comercial imediatamente superior a bitola da tubulação de

recalque.

-. Corte Esquemático:



onde:

j é um valor que depende do espaço disponível no reservatório, sendo o seu valor mínimo

adotado de 50 mm

k e m são valores que dependem do dimensionamento da tubulação de recalque

l é um valor que esta especificado na tabela 04

n e o são valores obtidos em função do volume de cada um dos consumos que formam o

volume do reservatório superior.

Tabela 04 - Dimensões dos cortes esquemáticos.

Reservatório Inferior Reservatório Superior

do Dimensões do Corte

Esquemático

do Dimensões do Corte

Esquemático

Extr. PVC Aço

Galvanizado

Extr. PVC Aço

Galvanizado

e A.P. Extrav

.

A P. Extrav. e Rec Extrav. Rec Extrav.

Limp b c d b c d Limp k l m k l m

DI DN mm DN DN mm DN DI DN mm DN DN mm DN

20 20 60 25 21 63 27 20 20 60 25 21 63 27

25 25 75 32 27 81 33 25 25 75 32 27 81 33

32 32 96 40 33 102 42 32 32 96 40 33 102 42

40 40 120 50 42 126 48 40 40 120 50 42 126 48

50 50 150 60 48 144 60 50 50 150 60 48 144 60

60 60 180 75 60 180 76 60 60 180 75 60 180 76

75 75 225 85 76 228 89 75 75 225 85 76 228 89

85 85 255 110 89 264 114 85 85 255 110 89 264 114

110 110 330 140 114 342 141 110 110 330 140 114 342 141

140 140 420 160 141 420 166 140 140 420 160 141 420 166

160 160 480 215 166 495 218 160 160 480 215 166 495 218



3.4.2.5 Instalação de Recalque:

-. Determinação da Vazão de Recalque: (Qrec):

Qrec = CD/NF (m3/h)

onde:

CD é o consumo diário em ( m3/dia);

NF é o número de horas de funcionamento da bomba, pela NBR 5626/98, adota-se o

valor de 6 horas por dia.

-. Diâmetro da Tubulação de Recalque:

As linhas de recalque deverão ser projetadas e construídas obedecendo aos requisitos

técnicos mínimos, conforme abaixo:

-colocar na saída da bomba, em primeiro lugar, uma válvula de retenção e depois um

registro de gaveta;

- a válvula de retenção irá proteger a bomba contra :

- pressão excessiva;

- efeito do golpe de aríete, quando da parada da bomba;

- a possibilidade de a mesma girar em sentido contrário;

- o registro de gaveta tem por finalidade possibilitar a manutenção

Drec Qrec X 1 3 4.

onde:

Drec é o diâmetro da tubulação de recalque;

Qrec é a vazão de recalque (m3/s)

X = NF/24

-. Diâmetro da Tubulação de Sucção:

As linhas de sucção deverão ser projetadas e construídas obedecendo aos requisitos

técnicos mínimos, conforme abaixo:

- a sucção deve ser o mais curta possível, nunca ultrapassando a 7.5. metros, que é limite

prático, sempre que possível deve ser inferior a 5 metros;

- deve ser estanque, evitando assim a entrada e formação de bolhas de ar;



- um registro de gaveta deverá ser colocado na horizontal ( haste na horizontal), para

evitar também a formação de bolhas de ar;

- deve ser colocada uma válvula de pé com crivo para impedir que objetos estranhos

danifiquem aa bomba, sendo que o crivo instalado no início da sucção deverá ter de 3 a 4

vezes a área da tubulação de sucção.

O diâmetro da tubulação deve ser igual ou imediatamente superior ao diâmetro da

tubulação de recalque.

Dsuc Drec

3.4.2.6 Cálculo para escolha do Motor- Bomba:

A escolha do motor-bomba a ser utilizado no sistema de recalque, depende da

determinação da:

- vazão de recalque (Qrec)

- altura manométrica total da instalação (Hman).

-. Determinação da vazão do recalque:

A determinação da vazão de recalque, é feita conforme o descrito no item 2.5.1.

-. Determinação da altura manométrica total (Hman):

Ham Ham Hammanrec

mansuc

onde:

Ham = altura manométrica total em m.

Hammanrec = altura manométrica do recalque , em m.

Hammansuc = altura manométrica da sucção, em m.

-. Altura manométrica de recalque:

A altura manométrica de recalque é a diferença das cotas entre os níveis de saída do

líquido no reservatório superior e o do centro da bomba, acrescida das perdas de carga

entre os níveis citados.

Hammanrec = Hrec + Hrec



onde:

Hrec é o desnível entre a bomba e o ponto mais alto a ser atingido pelo recalque, no nível

da água no reservatório superior.

Hrec é a perda de carga no recalque.

Hrec = jrec x Ltrec

onde:

jrec é a perda de carga unitária no recalque

Ltrec comprimento real da tubulação de recalque mais os comprimentos equivalentes das

peças utilizadas.

- Altura manométrica da sucção:

A altura manométrica de sucção é a diferença das cotas do nível do centro da bomba e o

nível da superfície livre do reservatório inferior, acrescida das perdas de carga entre os

níveis citados.

Hammansuc = Hsuc + Hsuc

onde:

Hsuc é o desnível entre a bomba e a superfície livre do líquido

Hsuc é a perda de carga na sucção.

Hsuc = jsuc x Ltsuc

onde:

jsuc perda de carga unitária na sucção

Ltsuc comprimento real da tubulação de sucção mais os comprimentos equivalentes das

peças utilizadas.

- Escolha do Motor-Bomba:

-. Quando não se dispões de catálogos de fabricante:

- Rendimento do conjunto Motor- bomba:

É a relação entre a potência aproveitável pelo líquido e a potência do motor que aciona a

bomba.



R = Pa/Pm

onde:

R é o rendimento do conjunto motor-bomba;

Pa é a potência aproveitável pelo líquido no escoamento em CV;

Pm potência do motor que aciona a bomba, em CV.

O rendimento é função da vazão, da altura manométrica e do número de rotações. O

valor do rendimento é obtido nos catálogos de fabricantes. Como estimativa da potência

motriz, adota-se para bombas pequenas de 40 a 60 % e para médias de 70 a 75 % de

rendimento.

- Cálculo da Potência:

A potência necessária ao acionamento da bomba é:

P = ( QxHman)/(75xR)

onde:

P é a potência em CV

Q vazão do sistema elevatório (m3/s)

peso específico da água 1000 (kgf/m3)

R e o rendimento do conjunto motor-bomba, sendo para bombas usadas em SHP da

ordem de 40 a 60 %.

Quando não dispomos de catálogos de fabricantes, calcula-se a potência aproximada

com o emprego da fórmula acima, para um rendimento arbitrado.

-. Escolha da bomba utilizando os catálogos dos fabricantes:

Conhecida a vazão de recalque e a altura manométrica é usual, na prática, recorrer aos

catálogos dos fabricantes de bombas.

Os fabricantes organizam tabelas e traçam curvas que representam a variação de uma

grandeza em função da outra, mantendo uma terceira grandeza fixa.

São usuais as curvas traçadas para um certo número de rotações fixa e mantendo as

dependências entre:

Hman = f ( Q ) - altura manométrica sendo função da vazão;



P = f( Q) - a potência em função da vazão;

R = constante - curvas de igual rendimento.

Os catálogos apresentam um gráfico constituído de quadrículas que permite, entrar com

os valores da vazão e altura manométrica, e então escolher a bomba num dos tipos

padronizados pela fabricante.

Após a escolha da bomba deve-se recorrer às curvas características correspondentes à

mesma, de onde se retira:

- diâmetro do rotor (mm) e potência do motor em (cv)

- rendimento (%) e rotação (rpm)

- fabricante e modelo da bomba.

3.4.2.7. Considerações sobre o NPSH e Cavitação:

. NPSH: ( Net Positive Suction Head) ou ( Altura de Sucção Absoluta )

A fim de caracterizar as condições para que ocorra boa "aspiração" das bombas, foi

introduzido na terminologia das instalações de bombeamento a noção de NPSH, que é

necessário conhecer para que o projeto dessas instalações seja elaborado em bases

modernas e de boa técnica.

Temos o NPSH requerido e o NPSH disponível.

- NPSH Requerido:

É uma característica de projeto da bomba, é determinado em testes de laboratório ou

cálculos e consta normalmente das curvas de desempenho das bombas.

O NPSH requerido é a energia necessária ao líquido para vencer as perdas de carga,

dentro das bombas, e chegar a ponto de ganho de energia e ser recalcado como líquido e

não como vapor.

- NPSH Disponível:

É uma característica do sistema, considerando o local, temperatura do líquido e das

instalações que trabalha a bomba.

O NPSH disponível é a energia que um líquido possui num ponto anterior a entrada de

sucção da bomba, acima da sua pressão de vapor.

O NPSH disponível é dado pela fórmula:



vatm

sucdisp

ppJDGsNPSH

Onde:

NPSHdisp. = NPSH disponível em m.c.a;

DGs = desnível geométrico de sucção em m;

Pa = pressão atmosférica local, em m.c.a.;

Pv = pressão de vapor, na temperatura de bombeamento, em m.c.a;

= peso específico do líquido, em m.c.a;

Jsuc = perda de carga na sucção em m.c.a/m.

As tabelas 05 e 06 apresentadas abaixo mostram os valores da pressão de vapor e da

pressão atmosférica local.

Tabela 04 - Pressão de vapor da água em função da temperatura.

Temperatura (0C) Pressão de vapor (pv/) (m.c.a.)

0 0,062

2 0,072

4 0,083

6 0,095

8 0,109

10 0,125

15 0,174

20 0,238

25 0,323

30 0,433

40 0,752

50 1,258

60 2,031

80 4,827

100 10,332



Tabela 05 - Pressão atmosférica em função da altitude.

Altitude (m)) Pressão atmosférica (patm/) (m.c.a.)

0 10,33

300 9,96

600 9,59

900 9,22

1200 8,88

1500 8,54

1800 8,20

2100 7,89

2400 7,58

2700 7,31

3000 7,03

Resumindo, o NPSH disponível é a energia Disponível que o líquido possui na entrada de

sucção da bomba e o NPSH requerido é a energia do líquido que a bomba necessita para

funcionar satisfatoriamente.

Para que a bomba tenha um bom funcionamento é necessário que:

NPSHdisponível NPSHrequerido

-. Cavitação

A cavitação ocorre quando a pressão de um líquido na tubulação de sucção se encontra

abaixo da pressão de vapor, ocasionando a formação de bolhas de vapor, que

desaparecem bruscamente em zonas de alta pressão dentro da bomba.

Os efeitos que evidenciam o processo de cavitação se caracterizam pelo ruído e por meio

de vibração.

O processo de cavitação em tubulações de sucção por muito tempo, ocasiona:

a formação de "pequenos buracos" nas pás do rotor;

no desaparecimento das bolhas de ar, ha uma introdução do líquido em altas

velocidades nos poros do metal, dando ao mesmo, ao longo do tempo uma

aparência esponjosa;

ruído e vibração que provoca avarias nos rolamentos, quebrando o eixo;



falhas da bomba por fadiga de materiais;

diminuição da vazão;

A cavitação indica:

NPSH disponível insuficiente;

perda de carga elevada, na sucção;

baixa altura estática;

alta temperatura.

A solução deve ser a modificação do sistema elevatório, caso não seja possível esta

modificação, deve-se escolher outra bomba com NPSH requerido menor.



3.4.3 Dimensionamento do Sistema de Distribuição

O dimensionamento dos componentes do sistema de distribuição é baseado nos

princípios de dimensionamento de canalizações em escoamento como condutos forçados,

onde é feito um balanceamento entre o diâmetro da tubulação, a vazão de projeto e as

pressões necessárias, tendo em vista a carga disponível.

Logo, é necessário, que fiquem bem definidos os quatro parâmetros hidráulicos, ou seja:

- pressão;

- velocidade;

- perda de carga;

- vazão.

3.4.3.1 Determinação da Velocidade:

De acordo com a NBR 5626/98, a velocidade máxima do fluxo não, poderá ultrapassar a

3.0 m/s, porque acima desse valor pode provocar ruídos, podendo, além disso, chegar a

ocasionar o golpe de aríete. A velocidade de fluxo não deve ultrapassar também ao valor

encontrado pela fórmula

213104 xDxQxxV

onde:

V é a velocidade do fluxo em m/s;

D é o diâmetro em milímetros;

Q é vazão estimada em l/s

- Considerações quanto ao golpe de aríete:

Quando um líquido escoa em uma calha e é parado bruscamente, ele sobe de nível

podendo até causar o seu transbordamento. Logo quando isto ocorre em um tubo, o

líquido não tendo por onde sair, aumenta de forma a elevar a pressão no seu interior,

forçando as paredes do tubo e demais peças que compõem a tubulação.

Denomina-se golpe de aríete ao choque violento produzido sobre as paredes da

tubulação quando o escoamento do líquido é interrompido bruscamente.

O golpe de aríete origina depressões e sobrepressões que são prejudiciais ao

desempenho das tubulações. As depressões podem permitir infiltrações de fora para

dentro, enquanto que as sobrepressões forçam as juntas quanto a sua estanqueidade. A



sobrepressão, além de causar barulho excessivo, pode chegar ao rompimento da

tubulação.

Alguns recursos podem ser adotados para atenuar os efeitos do golpe de aríete:

- limitação da velocidade nas tabulações;

- fechamento lento das válvulas e registros;

- emprego de válvulas anit-golpe;

- emprego de válvulas de alívio;

- emprego de caixa de quebra pressão.

3.4.3.2 Determinação da Pressão:

- Máxima:

Admite-se uma pressão estática máxima de serviço de 400 Kpa ( 40 m.c.a.). Em edifícios

onde a pressão de serviço ultrapasse este valor utiliza-se caixas intermediárias ou

válvulas redutoras de pressão, o segundo método é o mais econômico, sendo geralmente

o mais utilizado nas edificações.

- Mínima:

Para que as peças de utilização tenham um funcionamento perfeito, necessitam de uma

pressão mínima de serviço. Estas pressões mínimas oscilam entre os valores de 1 m.c.a

e 2.0 m.c.a. (10 a 20 KPa). Sendo mportante destacar que ela não deve ser inferior a 1.0

mca (10 KPa), com exceção da caixa de descarga que pode ser 0.5 m.c.a. (5 KPa) e da

válvula de descarga que não deve ser inferior a 1.5 m.c.a. (15KPa)

A tabela 07, indica as pressões mínimas para cada um dos aparelhos.



Tabela 07 - Pressão Mínima dos Aparelhos Sanitários.

Aparelhos sanitários Pressão (kpa) Pressão (mca)

Bebedouro 20 2

Aq. elétrico de alta pressão 10 1

Aq, Elétrico de baixa pressão 10 1

Chuveiro 3/4" 10 1

Chuveiro de 1/2" 20 2

Torneira bóia 1/2" ( caixa descarga) 10 até 5 1 até 0.5

Torneira-bóia 3/2"( caixa de descarga) 10 até 5 1 até 0.5

Válvula de descarga de (baixa pressão) 15 1.5

Válvula de descarga de (alta pressão) * *

Torneira-bóia para reservatório 10 1

* valor indicado pelo fabricante.

3.4.3.3 Perda de Carga:

A diferença de energia inicial e a energia final de um líquido, quando o mesmo flui em

uma tubulação de um ponto a outro, denomina-se perda de carga. Esta diferença de

energia é dissipada sob a forma de calor. Observa-se que junto às perdas da tubulação

há movimento do líquido e que a velocidade é máxima no eixo da tubulação criando

várias camadas em movimento com velocidade diferentes, ocasionando a dissipação de

energia.

As perdas de carga poderão ser:

- Distribuídas: são as ocasionadas pelo movimento da água na tubulação.

- Localizadas: são as ocasionadas pelas conexões, válvulas, registros, medidores,

etc, que pela forma e disposição, elevam a turbulência, provocando, assim atrito e choque

de partículas.

A perda de carga é função dos elementos que interferem no deslocamento do líquido,

como por exemplo:

- rugosidade da tubulação;

- viscosidade e densidade do líquido;

- velocidade de escoamento e o grau de turbulência do fluido;

- distância percorrida pelo fluido;



- mudança de direção do fluxo.

Cálculo das perdas de carga:

No cálculo das instalações de recalque e da rede de distribuição de água de uma

edificação é indispensável a determinação da perda de carga.

As perdas de carga são de fundamental importância no cálculo de bombas e em todos os

ítens implicados no escoamento de fluidos em tubulações.

O método recomendado pela NBR/5626/98 é o da fórmula universal, a qual é formada

por:

hf fxL

DxV

g

2

2

onde:

hf é a perda descarga em m.c.fluido

f fator de atrito ou coeficiente de arrasto do conduto (admensional);

L é o comprimento do conduto (m)

D é o diâmetro interno do conduto (m)

V é a velocidade média do escoamento (m/s)

g é a aceleração da gravidade.

Dessa forma então o cálculo da perda de carga total em uma tubulação será dado por:

hf fLvirtual

D

V

gtotal 2

2

onde:

L L Lvirtual r eq

sendo:

Le kD

f

Cálculo de f:

Ele é função do:

K é rugosidade efetiva da parede da tubulação

D é o diâmetro interno da tubulação



Re é o número de Reynolds

Re VD

onde:

V é a velocidade média do escoamento

D é o diâmetro da tubulação

viscosidade cinemática do fluido.

Se:

Re 2500, estamos trabalhando no regime laminar. e o f é calculado por:

f 64

Re

Re 4000, estamos no regime turbulento, e o f que pode ser calculado:

- para Re .0 9

31DK

o regime é turbulento hidraulicamente liso, e o f é:

2

9.0Re

62.5log2

f

- para 31 4480 9

Re .

DK

o regime é turbulento hidraulicamente misto, e f é:

2

9.0 71.3Re

62.5log2

D

Kf

- para Re .0 9

448DK

o regime é turbulento hidraulicamente rugosos, e f é:

2

71.3log2

D

Kf



Os valores da viscosidade cinemática, para água, variam com a temperatura, conforme a

tabela abaixo.

TC (m3/s)

0 1.794x10-6

4 1.568x10-6

20 1.011x10-6

40 0.659x10-6

60 0.478x10-6

70 0.416x10-6

Os valores da rugosidade relativa K para :

Aço galvanizado é 0.15 mm

PVC e cobre é 0.0015 mm

A tabela abaixo apresentada abaixo mostra os valores típicos do coeficiente k.



Na impossibilidade obter os valores para o cálculo pela fórmula universal, a NBR-5626/98,

aconselha a determinação da perda de carga usando a fórmulação abaixo.

- Perda de carga Distribuída:

Existem diversas fórmulas para o cálculo da perda de carga unitária. A NBR 5626/98,

recomenda a Fórmula universal ou na falta de dados das rugosidades dos tubospara

utilização, a Fórmula de Fair-Whipple-Hsiaio.

As fórmulas de Fair-Whipple-Hsiaio são usadas para tubulações de diâmetro até 4".

- Para tubos de aço galvanizado e ferro fundido a fórmula é:

Q xJ xD J xQ

D 27 113 0 0020210 632 2 596

1 88

4 88, .. .

.

.

- para tubos de cobre e PVC a fórmula é:

Q xJ xD J xQ

D 55 934 0 000860 571 2 714

1 75

4 75, .. ,

.

.

onde:

J é a perda de carga unitária em m.c.a.

Q é a vazão de água em m3/s



D é o diâmetro das tubulações em m

Existe também a recomendação para ser usado a fórmula de Hazen-Williams para

diâmetros acima de 2", mas na prática utiliza-se apenas acima de 4".

Q xCxD xJ 0 278531 2 63 0 54. . .

V xCxD xJ 0 355 0 63 0 54. . .

onde:

Q é a vazão de água em m3/s

D é o diâmetro das tubulações em m

V velocidade das tabulações em m

J é a perda de carga unitária em mca/m

C é o coeficiente que depende da natureza (material e estado) das paredes dos tubos.

A tabela 08 mostra os valores do coeficiente C para a fórmula de Hazzen - Williams.



Tabela 08 - Valores do coeficiente de resistência de Hazen - Williams

Material dos Tubos Valores de C

Condições de Utilização Tubos novos Tubos em uso

Aço corrugado ( chapas onduladas)

Aço com juntas

60

135

40

130

Aço rebitado

Aço soldado

Aço revestido com cimento

Aço revestido com betume

110

120

130

140

85

90

110

130

Aço galvanizado 125 120

Chumbo 130 120

Cobre 140 130

Concreto com bom acabamento

Concreto com acabamento comum

140

120

130

110

Ferro fundido não revestido

Ferro revestido com cimento

Ferro revestido com betume

130

130

140

90

110

130

Latão 140 130

Manilha cerâmica vitrificada 110 100

Plástico PVC e PEAD 140 130

Vidro 150 150

- Perda de carga Localizada:

O método dos comprimentos equivalentes consiste em substituir, para efeitos de cálculo,

as singularidades por comprimentos equivalentes de tubos de igual perda de carga, ou

seja:

L kD

feq

onde:

Leq é o comprimento equivalente de tubo cuja perda de carga equivale aquela promovida

pela singularidade substituida.

k é o coeficiente de perda de carga da singularidade



D diâmetro da tubulação

f é o fator de atrito.

Para determinação dos comprimentos equivalentes usa-se as tabelas 09, 10 e 11,

apresentadas aa seguir, dependendo da situação.



Tabela 09 : Comprimentos equivalentes em metros de tubulação de PVC e cobre.



Tabela 10 : Comprimentos equivalentes de tubulação de aço galvanizado ou ferro fundido.



Tabela 11 Comprimentos equivalentes em metros para bocais e válvulas.



2.4.3.4 Vazão:

A determinação da vazão é dividida em três parte, quais sejam:

- Subramal;

- Ramal;

- Colunas e Barrilete.

-. Cálculo do Subramal:

É a tubulação que liga o ramal à peça de utilização ou aparelho sanitário.

A antiga NBR - 5626/82 recomendava os diâmetros mínimos para os sub-ramais,

segundo a tabela 12. Como a atual NBR-5626/98, não apresenta mais esta

recomendação, pode-se calcular ao subramais da mesma forma que os ramais, mas este

cálculo conduzirá aos mesmo valores da tabela da antiga NBR, por isso pode-se ainda

continuar a ser utilizada.

Tabela 12 - Diâmetros mínimos dos Sub-ramais.

Pontos de Utilização Diâmetro de Referência

(pol)

Aquecedor de alta pressão 1/2

Aquecedor de baixa pressão 3/4

Banheira 1/2

Bebedouro 1/2

Bidê 1/2

Caixa de descarga 1/2

Chuveiro 1/2

Filtro de pressão 1/2

Lavatório 1/2

Máquina de lavar roupas e prato 3/4

Pia de Cozinha 1/2

Tanque de lavar roupas 3/4

Válvulas de descarga 11/4



-. Cálculo de Ramal:

É a tubulação derivada da coluna de distribuição e destinada a alimentar os sub-ramais.

A determinação da vazão de projeto dos ramais pode obedecer aos seguintes critérios:

- Soma das vazões de todos os aparelhos ligados ao ramal ( provavelmente anti-

econômico, pois nem todos os aparelhos estarão funcionando simultaneamente).

Esta situação ocorre em locais onde há horários rigorosos para a utilização da água,

como por exemplo: indústrias, estabelecimentos de ensino, quartéis, etc.

Este método é chamado de Sistema Máximo Possível.

- soma das vazões dos aparelhos ligados ao ramal e que provavelmente estão

funcionando simultaneamente, este é o Sistema Máximo Provável.

A Tabela 13, apresenta as vazões unitárias dos diversos aparelhos sanitários, junto com

os seus pesos.

Tabela 13 - Vazões e Pesos dos aparelhos sanitários.

Aparelho Sanitário Peça de

Uitllização

Vazão (l/s) Peso

Bacia Sanitária Caixa de descarga 0,15 0,3 Válvula de descarga 1,70 32 Banheira Misturador (água fria) 0,30 1,0 Bebedouro Rsgistro de pressão 0,10 0,1 Bidê Misturador (água fria) 0,10 0,1 Chuveiro ou ducha Misturador (água fria) 0,20 0,4 Chuveiro elétrico Registro de pressão 0,10 0,1 Lavadoura de pratos ou roupas Registro de pressão 0,30 1,0

Lavatório Torneira ou misturador (água fria)

0,15 0.3

Mictório com sifão integrado Cerâmico

Válvula de descarga 0.50 2,8

sem sifão integrado Caixa de descarga, registro de pressão, válvula de descarga

0,15 0,3

Mictório tipo calha Caixa de descarga ou registro de pressão

0,15/m de calha 0.3

Pia Torneira ou misturador (água fria)

0,25 0,7

Torneira elétrica 0,10 0,1 Tanque Torneira 0,25 0,7 Torneira de jardim ou lavagem em geral

Torneira 0,20 0,4



Conhecendo-se as vazões dos ramais, pode-se efetuar o pré-dimensionamento dos

mesmos uma vez que:

Qp = Amin x Vmáx

isto é:

Amin = Qp / Vmáx

ou

Dmin4QpVmáx

onde:

Qp é a vazão de projeto (m3/s)

Amin é a área mínima da seção transversal de escoamento (m2)

Vmáx é o limite superior admitido para a velocidade média de 3.0 m/s ou

213104 xDxQxxV

Dmin é o diâmetro interno mínimo (m)

Adota-se, para cada trecho, a bitola comercial imediatamente superior, cujo diâmetro

interno real seja maior ou igual ao valor de diâmetro mínimo calculado.

Na tabela 14, são apresentados os diâmetros de referência e as respectivas vazões

máximas (aproximadas) e velocidades máximas.

Tabela 14 - Valores de Vazões e diâmetros de referência.

Diâmetro de Referência (polegadas)

Velocidade Máxima

(m/s)

Vazão Máxima (l/s)

1/2 2,76 0,35 3/4 2,98 0,85 1 2,99 1,52

11/4 3,0 2,37 11/2 3,0 3,42

2 3,0 6,08 21/2 3,0 9,50

3 3,0 12,21 4 3,0 24,32



Na tabela 15, está apresentado os respectivos diâmetros dos materiais mais utilizados nas IHP.

Tabela 15 - Diâmetros dos materiais utilizados nos SHP.

¢ PVC SOLDÁVEL COBRE A.G. CLASSE MEDIA CLASSE E CLASSE A CLASSE I REFpol.

DN mm

DE mm

DI mm

E mm

DN mm

DE mm

DI mm

E mm

DI mm

E mm

DI mm

E mm

DN mm

DE mm

DI mm

E mm

½ 20 20 17 1.5 15 15 14 0.5 13.6 0.7 13 1.0 21 21.0 15.7 2.65 ¾ 25 25 21.4 1.8 22 22 20.8 0.6 20.2 0.9 20 1.0 27 26.5 21.2 2.65 1 32 32 27.8 2.1 28 28 26.8 0.6 26.2 0.9 25.6 1.2 33 33.3 26.6 3.35 11/4 40 40 35.2 2.4 35 35 33.6 0.7 32.8 1.1 32.6 1.2 42 42 35.3 3.35 11/2 50 50 44 3.0 42 42 40.4 0.8 39.8 1.1 39.2 1.4 48 47.9 41.2 3.75 2 60 60 53 3.5 54 54 52.2 0.9 51.6 1.2 51.2 1.4 60 59.7 52.2 3.75 21/2 75 75 66.6 4.2 66 66.7 64.3 1.2 64.1 1.3 63.9 1.4 76 75.3 67.8 3.75 3 85 85 75.6 4.7 79 79.4 77.0 1.2 76.4 1.5 76.2 1.6 89 88 79.5 4.25 4 110 110 97.8 6.1 104 104.

2 102.4

1.2 101.8

1.5 100.8

2.0 114 113.1

104.1

4.5

5 141 138.5

128.5

5.0

6 166 163.9

153.9

5.0

DN diâmetro nominal

DE diâmetro externo

DI diâmetro interno

E espessura da parede do tubo



-. Cálculo das Colunas e Barrilete:

- Colunas: São as tubulações que derivam do barrilete, na posição vertical, e alimentam

os ramais nos pavimentos.

- Barrilete: é a tubulação que interliga o reservatório superior às colunas de distribuição de

água fria.

A vazão de projeto nas colunas e barrilete obedece à seguinte inequação.

Qpt Qmpt

onde:

Qpt é a vazão de projeto no trecho "t"

Qmpt vazão máxima possível no trecho "t"(soma dos aparelhos a jusante do trecho "t" e

em funcionamento simultâneo).

A NBR 5626/98 recomenda o método determinístico das raízes quadradas, cuja

expressão é a seguinte:

Q niPipt 0 3.

onde:

ni é o número de aparelhos sanitários do tipo i, ligados a jusante do trecho "t"

Pi é o peso atribuído ao aparelho sanitário do tipo i .

-. Verificação das pressões mínimas necessárias:

Na seqüência, passa-se à verificação das pressões mínimas necessárias ao longo do

sistema predial de água fria, em especial aqueles referentes aos pontos críticos da

instalação.

Evidentemente, e geometria da instalação determina as configurações críticas a serem

verificadas.

Que em geral é o ponto de consumo localizado na menor distância vertical do reservatório

superior, e mais afastado, também deste, na horizontal.

A pressão dinâmica disponível a jusante do trecho considerado é obtida através da

seguinte expressão:

Pjuante = Pmontante Desnível - Perda de carga

A NBR 5626/98, sugere o preenchimento das planilhas apresentadas a seguir, para a

determinação da pressão mínima nos pontos de consumo.



Roteiro para o Dimensionamento e verificação das pressões mínimas:

1 - Na planta baixa dos pavimentos localizar as diversas colunas, cuidando as

interferências com a estrutura;

3 - Desenhar os isométricos dos diversos ambientes sanitários, indicando os

comprimentos, vazões e singularidades a serem consideradas, enumerando cada um dos

trechos;

4 - Desenhar a planta de cobertura, para localização do reservatório superior e a

distribuição do barrilete;

5 - Fazer um esquema indicando as colunas e o barrilete, também indicando as cotas, as

singularidades e o somatório dos pesos para cada pavimento, e enumerando os diversos

trechos;

6 - Iniciar o preenchimento da planilha de cálculo para água fria, usada para o

dimensionamento de barrilete e colunas:

coluna 1 - indicar se o trecho a ser dimensionado é barrilete (B) ou coluna (AFn);

coluna 2 - colocar o nome de cada trecho a partir do reservatório superior;

colunas 3 e 4 - Colocar os pesos, se for apenas 1 usar o unitário, caso contrário o

acumulado;

coluna 5 - com o conhecimento dos pesos acumulados determinar a vazão do trecho (l/s);

Colunas 6, 7 e 8 - com o valor da vazão, encontrar o diâmetro de referência, e preencher

o nominal em (mm) através da escolha do material para a tubulação;

coluna 9 - preencher com a velocidade máxima, do trecho de acordo com o diâmetro da

tubulação;

colunas 10, 11 e 12 - preencher de acordo com o esquema vertical usando as tabelas de

comprimentos equivalentes;

colunas 13 e 14 - calcular o perda de carga unitária, usando as fórmulas apresentadas no

ítem de perda de carga; e multiplicar pela coluna 12;

coluna 15 -considerar zero na saída no nível máximo do reservatório superior;

coluna 16 - usar a fórmula apresentada anteriormente, onde:

Pjusante = Pmontante desnível - perda de carga.



Proceder assim para cada um dos trechos, apenas lembrando que a pressão de jusante,

passa no próximo trecho a ser a pressão de montante.

5 - Iniciar o preenchimento da planilha de cálculo para a água fria, usada para o

dimensionamento dos ramais;

coluna 1 - indicar o trecho a ser dimensionado a partir do desenho isométrico;

coluna 2 e 3 - são preenchidas em função do tipo de trecho a ser dimensionado, se é

ramal ou sub-ramal; fazendo as considerações quanto a simultaneidade de uso dos

aparelhos sanitários;

As demais colunas são preenchidas de forma análoga a planilha para o barrilete e coluna,

considerando que a pressão inicial a montante é a da coluna onde o isométrico esta

ligado.



Planilha para o dimensionamento das colunas e barrilete.

COLUNA TRECHO PESOS VAZÃO ¢ D. NOMINAL VELOCID. COMPRIMENTOS PERDA DE CARGA PRESSÃO DESNIVEL PRESSÃO

UNIT. ACUMUL. INTERNO REAL EQUIVAL. TOTAL UNITAR. TOTAL DISPON. JUSANTE

Nº Nº P SP l/s mm Poleg. mm m/s m m m m/m mca mca m mca

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17



Planilha para o dimensionamento dos ramais. TRECHO VAZÃO ¢ D. NOMINAL VELOCID. COMPRIMENTOS PERDA DE CARGA PRESSÃO DESNIVEL PRESSÃO

INTERNO REAL EQUIVAL. TOTAL UNITAR. TOTAL DISPON. JUSANTE

Nº l/s mm Poleg. mm m/s m m m m/m mca mca m mca

2 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17



4 SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE

4.1 PRINCÍPIOS GERAIS

A água quente pode ser utilizada para uma variedade de serviços, havendo para cada

caso uma temperatura adequada. Alguns valores sugeridos são os seguintes

Uso pessoal em banhos 35 a 40 °C

Em cozinhas (gorduras). 60 a 75 °C

Lavanderias. 75 a 80 °C

Finalidades hospitalares. 100 °C ou mais

A temperatura mínima do sistema deve ser igual à máxima temperatura a ser utilizada.

Temperaturas menores podem ser obtidas pelo uso de misturadores (água fria e água

quente).

Quando o uso predominante é das baixas temperaturas, pode-se aquecer a água toda até

a menor das temperaturas e em seguida aquecer apenas a água necessária para o

atendimento de temperatura mais alta, com auxilio de um aquecedor específico.

Os sistemas de água quente são divididos em dois grandes grupos, quais sejam:

Geração/Reservação: é aquele onde ocorre o processo de transferência de calor,

para a água, a partir de uma fonte energética;

Distribuição: onde a água quente é distribuída, através de um conjunto de

tubulações, aos pontos de consumo.

4.2 TIPOS DE SISTEMAS

Os sistemas prediais de água quente são classificados em:

Individuais;

Central Privado;

Central coletivo.

A utilização de um ou outro tipo está relacionada com a tipologia da edificação, exigências

dos usuários e com a finalidade de cada uma.

Lucas

Texto digitado

Lucas

Texto digitado

Lucas

Texto digitado

Lucas

Texto digitado

Lucas

Texto digitado

Lucas

Texto digitado

Lucas

Realce

Lucas

Realce



4.2.1 Sistema Individual

Consiste na alimentação de um único ponto de utilização, sem necessidade de uma rede

de distribuição de água quente.

Os energéticos utilizados neste tipo de sistema são essencialmente o gás combustível e a

eletricidade.

No caso de aquecedores individuais a eletricidade tem-se uma resistência que é ligada

automaticamente pelo próprio fluxo de água, conforme esquema da figura 1.

Figura 1 - Sistema individual de aquecimento - aquecedor elétrico.

Exemplo deste tipo de sistema é o chuveiro elétrico, torneira elétrica.

Já os aquecedores individuais a gás combustível possuem um queimador que é acionado

por uma chama piloto, quando existe a passagem do fluxo de água, sendo que o ar

ambiente é utilizado como comburente (alimenta a combustão).

A alimentação de água fria, tanto para o aquecedor a gás como para o que utiliza

eletricidade, no caso do sistema individual, é feita juntamente com os demais aparelhos,

não necessitando de uma coluna individual.

Lucas

Realce

Lucas

Realce

Lucas

Texto digitado

Exemplos: Chuveiro - não necessita de tubulação



Aplicabilidade:

Quando não se deseja instalar uma rede de água que quente, por problemas de

custo;

Em ambientes de pequenas dimensões (pouco espaço físico para instalação de um

aquecedor), inexistência do volume mínimo para uso de aquecedores à gás

combustível);

Em ambientes localizados afastados das demais dependências da edificação, por

exemplo, banheiro de serviço em residências de alto padrão;

O seu uso é inadequado para abastecimento de banheiras, pois o volume de água

quente produzida é muito baixo.

4.2.2 Sistema Central Privado

As fontes energéticas comumente utilizadas neste tipo de sistema são: gás combustível,

eletricidade, óleo combustível, lenha e energia solar.

Consiste, basicamente, de um equipamento responsável pelo aquecimento da água e

uma rede de tubulações que distribuem a água aquecida a um conjunto de aparelhos de

uma mesma unidade, exemplo: apartamento.

Este tipo de sistema pode ser dividido de acordo com a sua fonte de geração/reservação,

em:

Aquecedores Instantâneos (ou de passagem):

Onde a água vai sendo aquecida à medida que passa pela fonte de aquecimento,

sem requerer reservação;

Aquecedores de Acumulação:

São aqueles onde existe a reserva do volume a ser aquecido.

Aquecedores Instantâneos (ou de passagem):

Na figura 2 apresenta-se o esquema de um aquecedor de passagem á gás combustível.

Lucas

Realce

Lucas

Realce

Lucas

Realce

Lucas

Realce

Lucas

Realce

Lucas

Realce

Lucas

Realce



Figura 2 - Sistema central privado - aquecedor instantâneo a gás combustível.

Estes equipamentos podem ser classificados, quanto ao comburente utilizado, em:

- aquecedores de fluxo balanceado* ("Balanced Flue") e;

- aquecedores com consumo de ar interno ao ambiente.

Os aquecedores de fluxo balanceado (“Balanced Flue") utilizam como comburente o ar

externo ao ambiente e os produtos originados nessa combustão são também destinados

para o exterior. Logo, estes equipamentos podem ser instalados em qualquer ambiente,

inclusive naqueles onde a permanência de pessoas é prolongada.

Quanto ao do tipo de consumo de ar interno ao ambiente, este somente deve ser

instalado em locais onde exista ventilação permanente, logo não pode ser instalado em

locais de permanência prolongada.

Nas Figuras 3 e 4 está apresentado, respectivamente, o aquecedor do tipo com consumo

de ar interno em relação ao ambiente de instalação e o de fluxo balanceado.

chaminé

regulador de tiragem

câmara de combustão

capa externa

queimador

válvula de água e gás

entrada de gás

entrada de água fria

saída de água quente

serpentina

produtos de combustão



Figura 3 - Sistema individual de aquecimento - aquecedor a gás combustível.

Figura 4 - Sistema individual de aquecimento - aquecedor de fluxo balanceado.

O abastecimento de água fria, para o aquecedor de passagem pode ser feito através da

coluna que alimenta os demais aparelhos, conforme se vê na figura 5.



Figura 5 - Esquema típico de alimentação de água fria para sistema central privado de água quente, com aquecedor de passagem.



Aquecedores de Acumulação:

Na figura 6 apresenta-se o esquema de um aquecedor de acumulação a gás combustível.

Figura 6 - Sistema central privado - aquecedor de acumulação a gás combustível.

O abastecimento de água fria, para o aquecedor de acumulação deve ser feito através de

uma coluna exclusiva, independentemente das demais do edifício, conforme se pode ver

na figura 7.

regulador de tiragem

conexão para entrada de água fria

tubo de tiragem

revestimento externo

isolamento térmico

deflector do tubo de tiragem

tambor interno

válvula termostática

queimador

tripé

dreno



Figura 7 - Esquema típico de alimentação de água fria para sistema central privado de água quente, com aquecedor de acumulação.

A entrada da água fria deve ser feita em uma cota superior ao aquecedor o que,

associado a uma ventilação permanente (respiro ou ventosa) evita o esvaziamento do

mesmo em caso de falta d'água no reservatório ou no caso de manutenção dos

aquecedores.

Deve ser previsto um dispositivo que evite o retorno da água do interior do aquecedor em

direção à coluna, evitando assim maiores perdas de energia; atualmente, um recurso

muito utilizado é o sifão térmico, o qual reduz as perdas, não as eliminando de todo,

contudo.

É necessário ainda, prever um dispositivo de exaustão dos gases nos aquecedores.

Por fim, a central de aquecimento, no caso de aquecedor de acumulação, pode ser

constituída por um bloco único ou então ter o gerador separado do reservatório, quando

houver maior flexibilidade quanto à localização dos equipamentos. Um esquema deste

tipo é mostrado na Figura 8.



Figura 8 – Sistema Central privado de água quente – aquecedor de acumulação com gerador e reservatório separados.

A distribuição da água quente em um sistema central privado constitui-se, basicamente,

de ramais que conduzem a água desde o equipamento de aquecimento (instantâneo ou

de acumulação) até os diversos pontos de utilização.

Tendo em vista obter-se uma temperatura adequada no ponto de utilização, o trajeto

percorrido pela água quente deve ser o mais curto possível e as tubulações devidamente

isoladas. Na figura 9 é apresentado um esquema da distribuição no sistema central

privado.

Sifão térmico



Figura 9 - Sistema central privado - distribuição de água quente.

Aplicabilidade:

Quando se deseja a instalação de uma rede de água quente;

Quando se dispõem de espaço físico para a instalação de um aquecedor de

acumulação e do volume mínimo de ar no ambiente, através da previsão de uma

ventilação permanente, que neste caso varia de 6 a 16 m3;

Em apartamentos onde o trajeto a ser percorrido pela tubulação de água quente é

muito longo, utiliza-se o aquecedor de passagem ao invés do de acumulação, é o

caso de suítes em residências de alto padrão;

Quando se utiliza aquecedor instantâneo, o atendimento de mais de um ponto de

utilização simultâneo, torna-se precário;



4.2.3 Sistema Central Coletivo

Consiste, basicamente, de um equipamento gerador de água quente e uma rede de

tubulações que conduzem a água aquecida até o ponto de utilização pertencente a mais

de uma unidade, exemplo: prédio de apartamentos.

Uma vez que o gerador de água quente abastece várias unidades, está implícita a

reservação do volume a ser aquecido, constituindo o que se denomina usualmente de

caldeira.

Existem caldeiras que incorporam dispositivos para aquecimento a gás combustível e a

eletricidade, possibilitando a alternância da fonte energética. Na figura 10 é apresentado

um esquema de uma caldeira a gás combustível.

Figura 10 - Sistema central coletivo - caldeira a gás combustível.

O abastecimento de água fria é feito por uma coluna exclusiva, uma vez que a vazão

requerida é muito elevada.

Quanto ao tipo de sistema de distribuição, o sistema central coletivo pode ser classificado

em:

Ascendente;

Descendente;

Misto.



- Ascendente:

Quando a distribuição é ascendente, tem-se um barrilete inferior que alimenta as colunas,

as colunas de subida terminam a céu aberto, em altura superior ao reservatório de água

fria, como mostra a Figura 11.

Figura 11 - Sistema central coletivo - distribuição ascendente.

- Descendente:

Na distribuição descendente, um barrilete superior alimenta as colunas que abastecem os

pontos de utilização, a coluna de subida, também dando para a atmosfera garante o

equilíbrio de pressões e escoamento do ar. O barrilete superior deve ter uma inclinação

de 1% para permitir o escoamento do ar.

Este sistema apresenta a vantagem de reduzir o número de colunas e apesar de que a

subida seja de diâmetro maior, percebe-se logo uma economia. Conforme o esquema da

figura 12.



Figura 12 - Sistema central coletivo - distribuição descendente.

- Misto:

Como o nome indica, é uma combinação dos dois anteriores, do que resulta uma

economia no número de colunas.

Este tipo de distribuição é o mais utilizado, pois as colunas abastecem os pontos de

consumo na subida e na descida. A figura 13 mostra este sistema.

Figura 13 - Sistema central coletivo - distribuição mista.



Aplicabilidade:

Onde não se torna necessário o rateio do energético consumido para o

aquecimento da água, e evidentemente se deseja a instalação de uma rede de

água quente;

Quando não se dispõe de espaço físico para a instalação de um aquecedor no

interior do apartamento, e se deseja uma rede de distribuição de água quente;

Este sistema é muito utilizado, pois possibilita uma redução no traçado da rede no

interior do apartamento, pois as colunas de abastecimento são localizadas

próximas aos pontos de consumo;

Quando o usuário admite que se trabalhe com perdas maiores de calor, o que em

contra partida fornece um produto "água quente " de melhor qualidade;

Neste tipo de sistema não existe uma limitação no volume dos ambientes

sanitários.

4.2.4 Sistema convencional assistido por coletores solares

Embora a quantidade total de energia solar que, de forma continua, atinge o planeta seja

enorme (equivalente à potência de 1,73x1017 Watts), cada metro quadrado da sua

superfície recebe uma quantidade descontinua e relativamente pequena, cuja intensidade

depende de diversos fatores, entre os quais o de natureza geográfica.

Principalmente, em função das alternâncias periódicas entre o dia e a noite, ou entre o

verão e o inverno, ou alternâncias casuais, tais como, a nebulosidade ou as precipitações,

a quantidade de energia disponível chamada de irradiação total, pode variar de algo

próximo a zero, num dia muito nebuloso com chuva ou à noite, até aproximadamente

950Kcal/m2, sob determinadas condições em um dia claro de verão.

Assim, no aproveitamento da energia solar, devem-se preconizar a sua captação, a

conversão de calor, a transferência e o armazenamento para utilização nos períodos em

que a mesma não se encontra disponível.

Por outro lado, é possível constatar também que a implantação de um sistema de

aquecimento de água exige altos investimentos iniciais (comparativamente a outros

sistemas), fato que se constitui no principal obstáculo para a difusão do seu emprego por



parte dos usuários. Contudo, qualquer análise em longo prazo demonstra a viabilidade

econômica do sistema.

Os coletores (painéis ou captadores) solares, dispositivos através dos quais a radiação

solar é captada, convertida em calor e transferida por meio de um fluído circulante, tal

como a água, constituem o elemento vital do sistema de aquecimento solar. Na figura 13

são apresentados os componentes básicos de um coletor solar plano, que são,

tipicamente:

Cobertura transparente, constituída da uma ou mais placas, em geral, de vidro

piano;

Placa absorvedora, normalmente metálica e pintada de preto fosco (ou de material

seletivo de radiação), apresentando, em geral, uma grelha de tubos de cobre;

Isolamento térmico, comumente uma camada de lã de vidro colocada no fundo e

nas laterais do coletor, a fim de reduzir ao máximo as perdas de calor;

Caixa do coletor, elemento estrutural freqüentemente de chapas/perfis de alumínio,

com função de abrigar e proteger os componentes internos contra as intempéries.

Figuras 14 - Coletor básico de energia solar - componentes típicos.

A utilização de coletores solares em edifícios residenciais, com a finalidade de

complementar a um sistema convencional de aquecimento de água (sistema de pré-

aquecimento da água), pode ser realizada de maneira relativamente simples, conforme

ilustra o esquema apresentado na figura 15.



Figura 15 – Sistema de pré-aquecimento solar de água – esquema simplificado.

Na figura 15, o esquema refere-se a um sistema central coletivo; para o caso de um

sistema central privado, o esquema resulta absolutamente similar, na medida em que, ao

contrário de um único equipamento gerador de água quente, ter-se-iam aquecedores em

pavimentos superpostos, alimentados pela mesma coluna de água pré-aquecida. O

cuidado adicional, como de praxe para o abastecimento de aquecedores num sistema

central privado qualquer, consiste em se efetuar as derivações, em cada pavimento, a

partir da coluna, em cota superior ao respectivo aquecedor.

4.3 RECIRCULAÇÃO DE ÁGUA QUENTE

Tanto por convecção, quanto por radiação e condução, o sistema predial de água quente

transmite calor ao seu entorno, normalmente à temperatura mais baixa.

Assim, ao se deixar de promover, de alguma forma, o reaquecimento da água e esta

permanecer sem movimentação no interior das tubulações (isto é, se não houver

demanda de água quente) durante um certo período de tempo, pode ocorrer uma queda

na sua temperatura a um nível tal que se torna relativamente fria e, portanto, incompatível



com o desempenho esperado do sistema. O suprimento de água quente pode vir a

resultar insatisfatório, igualmente, se o traçado da rede for bastante extenso.

Qualquer que seja o caso, o período excessivo de tempo à espera da chegada da água

quente ao ponto de utilização é de todo modo indesejável, sob a perspectiva do usuário,

ou pelo desconforto inerente à demora, pelo desperdício de uma quantidade de água fria

eliminada inutilmente.

Uma das técnicas empregadas, na prática, para contornar a questão, consiste na

introdução de um sistema de recirculação (ou retorno) da água quente, tipicamente um

conjunto de tubulações interligando os pontos mais distantes da rede ao equipamento de

aquecimento.

Esta recirculação, por sua vez, pode ser natural ou forçada. Na recirculação natural,

utiliza-se a carga gerada pela diferença de temperaturas (e, em consequência, de

densidades) da água nas redes de distribuição e de retorno, fenômeno usualmente

denominado de termossifão; como a água na rede de retorno se encontra a uma

temperatura mais baixa e, portanto, mais densa, esta induz uma carga hidrostática maior

no ponto de inserção da tubulação de retorno ao equipamento de aquecimento.

Por outro lado, na recirculação forçada, a carga necessária é obtida através da

interposição de uma bomba, adequada à temperatura de serviço do sistema.

A recirculação no Sistema Central Privado, que é o caso de apartamentos e residências,

em que a extensão da rede de água quente se apresenta relativamente pequena e os

diâmetros envolvidos não é grande, embora a água se esfrie na tubulação em períodos

sem demanda, pode-se obter água a temperatura desejada, nos pontos de utilização,

dentro de um intervalo de tempo razoavelmente curto. Desse modo, raramente, unidades

residenciais com tais características justificam a previsão de um sistema de recirculação

de água quente; considerando também que há de se ponderar os custos de implantação e

de aquecimento da água com a finalidade de compensar as perdas de calor.

Apesar disso, em apartamentos e residências de alto padrão, dependendo da geometria

do sistema de água quente, o tempo de espera pode resultar excessivamente longo, a

ponto de causar desconforto aos usuários e desperdício de água, em função da

temperatura inadequada. Na figura 16 é apresentado um esquema de um sistema central

privado com recirculação.



Figura 16 – Sistema central privado com recirculação.

Já o Sistema Central coletivo, conforme se abordou previamente, existem três

modalidades de distribuição de água quente: ascendente, descendente e mista, esta

combinando as duas anteriores. Em qualquer caso, as tubulações de retorno são

conectadas às extremidades das colunas de distribuição ou próximas delas.

Tradicionalmente, o gerador e o reservatório são localizados na parte mais baixa do

sistema de água quente, em função da conveniência e da economia, determinadas por

diversos fatores, como o espaço disponível e a proximidade em relação ao sistema de

suprimento energético, entre outros.

Assim, sob determinadas circunstâncias, torna-se possível à recirculação da água por

termossifão, isto é, através da carga hidrostática induzida pela diferença de densidades.

Em geral, no entanto, há necessidade de se instalar uma bomba de recirculação.

Ao contrário, quando o reservatório se localiza na parte mais alta do sistema de água

quente, evidentemente, não há condições favoráveis ao aproveitamento do efeito

termossifão, resultando obrigatório o uso da bomba.

As figuras 17, 18, e 19 ilustram várias configurações de retorno, de acordo com a

modalidade de distribuição de água quente.

Lucas

Realce

Lucas

Realce

Lucas

Realce

Lucas

Realce

Lucas

Realce



Figura 17 – Sistema central coletivo – distribuição ascendente com recirculação.

Figura 18 – Sistema central coletivo – distribuição descendente com recirculação.



Figura 19 – Sistema central coletivo – distribuição mista com recirculação.

Nesses esquemas, observa-se a previsão de válvulas de gaveta nas extremidades de

cada coluna de retorno, a fim de possibilitar o bloqueio do escoamento quando necessário

(no caso de manutenção, por exemplo). Além disso, a montante de cada válvula de

gaveta deve-se interpor uma válvula de retenção, com o intuito de evitar a inversão do

escoamento originalmente previsto.

Por outro lado, a instalação de válvulas especiais nas colunas de retorno pode propiciar,

através do princípio da perda de carga, um perfeito balanceamento do sistema, uma vez

que a seleção adequada de diâmetros torna-se impossível, face ao limitado número de

diâmetros comerciais.

Com relação ao posicionamento da bomba de recirculação, pode-se instalá-la na

tubulação principal, tanto do sistema de distribuição, quanto do sistema de retorno de

água quente. No caso da tubulação de retorno, a instalação da bomba se torna, em geral,

mais fácil e a temperatura de operação mais baixa, porém corre-se um risco maior de

arraste de ar para o interior do sistema de distribuição, devido à pressão negativa (sucção

da bomba).



4.4 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DO SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA

QUENTE

5.4.1 Determinação do Consumo Diário

Cd = CxP

onde:

Cd = consumo diário de água quente (l/dia)

C = consumo diário "per capita" (l/dia) - tabela 01

P = população (prédio ou apartamento ou residência).

População do apartamento: caso de sistema central privado,

Pa ou r = 2 X (num. de dormitórios sociais) + (num de dormitórios de serviço)

População do Prédio: caso de sistema central coletivo,

Pp = Pa x num. de apartamentos.

O consumo "per capita" é retirado da tabela 01, abaixo:

Lucas

Realce



Tabela 01- valores dos consumos per capita

Prédio Consumo (l/dia)

Alojamento provisório 24 per capita

Casa popular ou rural 36 per capita

Residência 45 per capita

Apartamento 60 per capita

Quartel 45 per capita

Escola internato 45 per capita

Hotel (s/cozinha e s/lavanderia) 36 por hóspede

Hospital 125 por leito

Restaurante ou similar 12 por refeição

Lavanderia 15 por kg de roupa seca

4.4.2 Dimensionamento dos Geradores de Água Quente

- Aquecedores de Passagem:

O dimensionamento dos aquecedores de passagem é função da vazão necessária de

água quente que por sua vez é função da simultaneidade de uso dos diversos aparelhos.

- Aquecedor de Acumulação:

.

.mist

afaq

afmistaq V

tt

ttV

onde:

taq = temperatura da água quente (no aquecedor) - usual 70 °C

taf = temperatura da água fria - usual 15 a 20 °C

tmist = temperatura da água morna no ponto de uso - usual 42 a 43 °C

Vaq = volume de água quente (volume que deve ser reservado) (l/dia)

Vmist. = Volume de água morna - que foi obtido no cálculo do consumo diário



Após a determinação do volume de água quente (Vaq), através do catálogo do fabricante,

especifica-se o modelo do aquecedor.

4.4.3 Dimensionamento dos Componentes do Sistema de Distribuição

No sistema de distribuição da água quente, valem as mesmas considerações feitas para o

sistema de distribuição de água fria.

Ou seja, considera-se o escoamento em conduto forçado e o balanceamento entre o

diâmetro da tubulação, a vazão de projeto e as pressões necessárias, tendo em vista a

carga disponível.

Necessitando, portanto, a perfeita definição dos quatro parâmetros hidráulicos, ou seja:

Velocidade;

Pressão;

Perda de carga;

Vazão.

4.4.3.1 Velocidade:

Segundo a NBR-7198, deve-se adotar o seguinte valor para a velocidade:

m/s 3= Vmáx

O cálculo da velocidade é o mesmo usado para o cálculo da água fria

4.4.3.2 Pressão:

Na NBR-7198, temos os seguintes limites de pressão:

pressão dinâmica mínima: 5 Kpa ( 0.5 m.c.a.)

pressão estática máxima: 400 kpa ( 40 m.c.a).



4.4.3.3 Perda de Carga:

p = Lv x j

onde:

p = é perda de carga total do trecho considerado;

Lv = é o comprimento virtual da tubulação;

Lv = Lr + Leq

onde:

Lr = comprimento real da tubulação em m.

Leq = Comprimento de tubulação equivalente em peças (perda de carga localizada)

j = perda de carga unitária do trecho considerado.

- Perda de carga Unitária:

Pode-se, utilizar as fórmulas que a norma de água fria adota, mas lembrar que Fair-

Whipple, diferenciou para o caso da água quente sendo conduzida por tubo de cobre, a

qual é:

jQ

D 0 0007

1 75

4 75.

.

.

onde:

Q = vazão em (m3/s)

D = diâmetro em m

j = perda de carga unitária em m/m

- Perda de carga Localizada:

São os comprimentos equivalentes de tubulação para as singularidades encontradas no

trecho considerado.

As tabelas são as mesmas usadas para a água fria.



4.4.3.4 Vazão:

a) - Sub-Ramais:

A tabela 02 apresenta-se os valores das vazões de projeto dos aparelhos, com seus

respectivos diâmetros:

Tabela 02 – diâmetros de referência

Ponto de Utilização Diâmetro de

Referência

Banheira 1/2"

Bidê 1/2"

Chuveiro 1/2"

Lavatório 1/2"

Pia de cozinha e tanque 1/2"

Lavadora de Louça e de

Roupas 3/4"

b) Ramais:

Valem os mesmos critérios adotados em água fria, as vazões consideradas são

apresentados na tabela 03:

Tabela 03 Vazão dos aparelhos.

Ponto de Utilização Vazão (l/s)

Banheira 0.30

Bidê 0.06

Chuveiro ou ducha 0.12

Lavatório. 0.12

Pia de cozinha e tanque 0.25

Lavadora de Roupas e louças 0.30



c) - Colunas e Barrilete:

Valem os mesmos critérios adotados em água fria, as vazões consideradas são

calculadas de acordo com os pesos apresentados na tabela 04, e o valor do diâmetro de

acordo com a mesma tabela usada para água fria.

Tabela 04 - Peso dos aparelhos sanitários.

Ponto de Utilização Peso

Banheira 1.0

Bidê 0.1

Chuveiro 0.5

Lavatório 0.5

Pia de cozinha e tanque 0.7

Lavadora de Roupas e de Louças 1.0

d) - Verificação das Pressões Mínimas:

Para a verificação das pressões mínimas, devemos adotar os mesmos critérios e roteiro

usado para a instalação de água fria. Apenas lembrando que os valores de pressão

mínimos são os utilizados para água quente.



Diâmetros dos principais materiais para água quente.

¢ POLIPROPILENO COBRE CLASSE E CPVC PEX

REF

pol.

DN

mm

DE

mm

DI

mm

E

mm

DN

mm

DE

mm

DI

mm

E

mm

DN

mm

DE

mm

DI

mm

E

mm

REF

pol.

DN

mm

DE

mm

DI

mm

E

mm

½ 20 20 13,2 3,4 15 15 14 0.5 15 15 11,8 1,6 1/4 16 16 12.4 1.8

¾ 25 25 16,6 4,2 22 22 20.8 0.6 22 22 18 2 ½ 20 20 16.2 1.9

1 32 32 21,2 5,4 28 28 26.8 0.6 28 28 23 2,5 ¾ 25 25 20.4 2.3

11/4 40 40 26,6 6,7 35 35 33.6 0.7 35 34,9 28,5 3,2 1 32 32 26.2 2.9

11/2 50 50 33,2 8,4 42 42 40.4 0.8 42 41,3 33,7 3,8

2 63 63 42 10,5 54 54 52.2 0.9 54 54 44,2 4,9

21/2 75 75 50 12,5 66 66.7 64.3 1.2

79 79.4 77.0 1.2

104 104.2 102.4 1.2

DN diâmetro nominal

DE diâmetro externo

DI diâmetro interno

E espessura da parede do tubo

Apostila Sistemas Prediais

Documents

Transcript of Apostila Sistemas Prediais