FACULDADE IMED ESCOLA POLITÉCNICA GRADUAÇÃO EM …
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FACULDADE IMED ESCOLA POLITÉCNICA GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL JOSÉ VINICIUS MINUSSI INTEGRAÇÃO ENTRE BIM E PROJETOS DE SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTO SANITÁRIO: VERIFICAÇÃO DE REQUISITOS POR MEIO DE PROGRAMAÇÃO VISUAL PASSO FUNDO-RS 2019
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FACULDADE IMED
ESCOLA POLITÉCNICA
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
JOSÉ VINICIUS MINUSSI
INTEGRAÇÃO ENTRE BIM E PROJETOS DE SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTO
SANITÁRIO: VERIFICAÇÃO DE REQUISITOS POR MEIO DE PROGRAMAÇÃO
VISUAL
PASSO FUNDO-RS
2019
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JOSÉ VINICIUS MINUSSI
INTEGRAÇÃO ENTRE BIM E PROJETOS DE SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTO
SANITÁRIO: VERIFICAÇÃO DE REQUISITOS POR MEIO DE PROGRAMAÇÃO
VISUAL
Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado para obtenção do grau de Engenheiro Civil no curso de Engenharia Civil, Escola de Engenharia Civil, da IMED, com Linha de Pesquisa em BIM.
Passo Fundo, 05 de dezembro de 2019.
BANCA EXAMINADORA
Prof. Me. Juliano Lima da Silva – Engenheiro Civil (IMED) - Orientador
Prof. Me. Paola Zardo – Engenheira Civil - (IFSUL Passo Fundo)
Prof. Me. Laércio Maculan– Arquiteto e Urbanista - (IMED)
2
AGRADECIMENTOS
Agradeço a todo corpo docente da instituição IMED que partilhou de seus
conhecimentos para que eu conseguisse atingir a qualificação de engenheiro civil e
contribuir com o meu crescimento pessoal. Em especial ao meu orientador Juliano
Lima da Silva por ter me apoiado e compartilhado e seus conhecimentos para o
sucesso deste estudo.
3
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Por que profissionais buscam a tecnologia BIM. ...................................... 14
Figura 2 – Exploração de ferramentas do tipo plug-ins conforme a área de atuação.
.................................................................................................................................. 15
Figura 3 - Origens de problemas patológicos das construções ................................ 15
Figura 4 - Instalações de esgoto sanitário. ............................................................... 24
Figura 5 - Instalações de inspeção de esgoto sanitário. ........................................... 25
Figura 6 - Análise do valor agregado do BIM no ponto de vista dos adeptos a
tecnologia. ................................................................................................................. 27
Figura 7 - Sobreposição gráfica do Revit MEP. ........................................................ 28
Figura 8 – Instalação de coluna de ventilação em conformidade (esquerda) e
desconformidade (direita) a NBR 8160. .................................................................... 29
Figura 9 - Propriedades da tubulação. ..................................................................... 30
Figura 10 - Detalhamento da tubulação. .................................................................. 31
Figura 11 – Informações extraídas de um tubo pela extensão Dynamo. .................. 32
Figura 12 - Exemplo de programação em Dynamo. ................................................. 33
Figura 13 - Fluxograma do trabalho. ........................................................................ 36
Figura 14 - Rotina de programação. ......................................................................... 38
Figura 15 - Fluxograma da função colorir. ................................................................ 41
Figura 16 – Fluxograma da função limpar. ............................................................... 42
Figura 17 - Antes e depois da verificação dos modelos retos em 2D. ...................... 43
Figura 18 - Antes e depois da verificação dos modelos com conexões em 2D. ....... 43
Figura 19 - Projeto exemplo para verificação das inclinações em vista 2D. ............. 45
Figura 20 - Resultado da verificação no projeto exemplo da vista 2D. ..................... 46
Figura 21 - Projeto exemplo para verificação das inclinações em vista 3D. ............. 47
Figura 22 - Resultado da verificação no projeto exemplo da vista 3D. ..................... 47
Figura 23 – Verificação de projeto em planta baixa. ................................................. 48
Figura 24 - Otimização de projeto em corte.............................................................. 48
Figura 25 - Verificação e correção de falha em vista planta baixa. .......................... 49
Figura 26 - Inclinações excessivas em vista 2D. ...................................................... 50
Figura 27 - Inclinações excessivas em vista 3D. ...................................................... 50
4
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Unidades de Hunter de contribuição dos aparelhos sanitários e diâmetro
nominal ...................................................................................................................... 20
Tabela 2 – Dimensionamento de ramais de esgoto. ................................................. 21
Tabela 3 – Dimensionamento de tubos de queda. .................................................... 21
5
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Normas específicas para SPES. ............................................................ 22
Quadro 2 – Legenda de cores da rotina de verificação. ........................................... 40
6
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
API - Application Programming Interface
BIM - Building Information Modeling
CAD - Computer-Aided Design
CBIC - Câmara Brasileira da Indústria da Construção
DN – Diamêtro Nominal
MEP - Mechanical Electrical and Plumbing (Mecânico Elétrico e Tubulação)
NBR - Norma Técnica Brasileira
SPHS - Sistemas Prediais Hidráulico e Sanitário
SPES - Sistemas Prediais de Esgoto Sanitário
UHC – Unidade Hunter de Contribuição
VPL - Visual Programming Language
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RESUMO
A metodologia usada para a criação de projetos prediais na atual conjuntura não dispõe de detalhes e informações suficientes para impedir improvisações e atraso na obra. Para sanar essa carência de detalhes, se tem adotado o BIM (Building Information Modeling) devido a sua capacidade de acarretar melhores níveis de informações. Entretanto, o BIM encontra barreiras para ser adotado definitivamente por projetistas. Uma das barreiras identificadas nessa pesquisa é que o BIM vem sendo empregado somente para uma apresentação mais elaborada dos documentos (plantas baixas), ao invés de ser usado para o desenvolvimento e análise de projeto simultaneamente. Isso se deve ao fato de as regras normativas não estarem presentes no ambiente de trabalho da tecnologia BIM conforme as normas brasileiras. Nessa contextualização, o presente estudo teve como finalidade, desenvolver uma ferramenta de integração para auxiliar na tomada de decisão com a verificação de inclinações das tubulações de projetos de instalações prediais de esgoto sanitário em Revit MEP, através da programação visual, por meio da extensão Dynamo. Para isso, foi criado um ambiente de controle para análise da rotina de programação como forma de explorar sua usabilidade dentro do ambiente de trabalho do projetista. Além disso, o experimento possibilitou entender as aplicabilidades da programação, pois assim como foi programado para verificação de inclinações, poderia ter sido programado para verificação de outros parâmetros contribuindo com a potencialização da tecnologia BIM. Palavras-chave: BIM. MEP. Sistema de Esgoto Sanitário. Revit MEP. Programação Visual. Dynamo. NBR 8160.
8
ABSTRACT
The methodology used for the creation of building projects in the current conjuncture does not have enough details and information to prevent improvisations and delay in the work. To remedy this lack of detail, BIM (Building Information Modeling) has been adopted because of its ability to bring about better levels of information. However, BIM encounters barriers to definitive adoption by designers. One of the barriers identified in this research is that BIM is being used only for a more elaborate presentation of documents (floor plans), rather than being used for simultaneous project development and analysis. This is due to the fact that normative rules are not present in the BIM technology work environment according to Brazilian standards. In this context, the aim of this study was to develop an integration tool to assist in decision making with the verification of pipe inclinations of sanitary sewage projects in Revit MEP, through visual programming, through the Dynamo extension. . For this, a control environment for analysis of the programming routine was created as a way to explain its usability within the designer work environment. In addition, the experiment made it possible to understand the applicability of programming, as it was programmed to verify inclination, could have been programmed to verify other parameters contributing to the enhancement of BIM technology.
Key words: BIM. MEP. Land sewage system. Revit MEP. Visual programming. Dynamo. NBR 8160.
9
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 10
1.1 HIPÓTESE ...................................................................................................... 12
1.2 PROBLEMA DE PESQUISA ........................................................................... 12
1.3 JUSTIFICATIVA .............................................................................................. 12
2. OBJETIVO ............................................................................................................ 16
2.1 OBJETIVO GERAL ......................................................................................... 16
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................... 16
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................. 17
3.1 SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTO SANITÁRIO (SPES) ............................. 17
3.1.1. Normatização ........................................................................................ 17
3.1.2. Projeto .................................................................................................. 22
3.2 BIM .................................................................................................................. 25
3.2.1 Projetos em BIM .................................................................................... 25
3.2.2 Sistemas prediais em BIM ..................................................................... 27
3.2.3 Autodesk Revit MEP .............................................................................. 28
3.2.2 Revit vinculado à extensão Dynamo ...................................................... 31
3.3 PROGRAMAÇÃO VISUAL .............................................................................. 33
3.3.1 Dynamo ................................................................................................. 33
3.3.2 Dynamo Player ...................................................................................... 35
4. METODOLOGIA ................................................................................................... 35
5. RESULTADOS ...................................................................................................... 38
5.1 FUNCIONAMENTO DA ROTINA DE VERIFICAÇÃO ..................................... 39
5.2 VERIFICAÇÃO EM AMBIENTE DE CONTROLE ........................................... 42
5.3 APLICAÇÃO EM PROJETO ........................................................................... 44
5.7 DISCUSSÃO DA ROTINA............................................................................... 50
6. CONCLUSÃO ....................................................................................................... 51
6.1 SUGESTÕES PARA ESTUDOS FUTUROS ................................................... 52
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 53
APÊNDICE A – MANUAL DE USO .......................................................................... 57
APÊNDICE B – PROGRAMAÇÃO DA FUNÇÃO COLORIR ................................... 58
APÊNDICE C – PROGRAMAÇÃO DA FUNÇÃO LIMPAR ...................................... 64
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1. INTRODUÇÃO
O avanço tecnológico traz consigo novas ferramentas visando a inovação, a
exemplo da tecnologia BIM, pois através de um conjunto de processos é possível
englobar por inteiro o ciclo de vida de uma edificação com alto potencial, capaz de
integrar diferentes disciplinas por meio da compatibilização de projetos,
estabelecendo novos meios para gerar documentos com maior eficácia. Nos EUA,
estima-se que 72% das empresas de construção utilizam o BIM visando a redução de
custos e prazos em projetos (GEOSPATIAL WORLD, 2017).
A Câmara Brasileira da Indústria da Construção (CBIC), define o BIM da
seguinte maneira:
“BIM é um processo progressivo que possibilita a modelagem, o
armazenamento, a troca, a consolidação e o fácil acesso aos vários
grupos de informações sobre uma edificação ou instalação que se
deseja construir, usar e manter. Uma única plataforma de informações
que pode atender todo o ciclo de vida de um objeto construído.”
BIM conduz ganhos financeiros e mantém o ritmo da obra de forma constante,
impactando no prazo do empreendimento. E, revela-se ser mais eficaz do que o
sistema comum empregado, baseada na ordenação de desenhos bidimensionais que,
além da alta demanda de tempo, é submisso a maiores erros (COSTA, 2015).
Pensando no sistema comum citado anteriormente, um software BIM viabiliza
uma leitura visual avançada do projeto quando comparada com o CAD 2D, pois no
BIM, consegue-se modificar todo o layout de projeto através do modelo tridimensional
3D, fazendo com que o engenheiro ou arquiteto antecipe erros de projeto, evitando
retrabalho e colaborando com o aumento da qualidade do conteúdo final (MARCISO,
2017).
Em uma publicação sobre o crescimento do BIM na engenharia de sistemas
prediais, a Associação Brasileira de Engenharia de Sistemas Prediais -Minas Gerais
(ABRSIP-MG, 2015) realizou entrevistas a escritórios de engenharia, que revelaram
que, mesmo com as vantagens adquiridas com o uso da tecnologia no mercado da
construção, “Seu funcionamento efetivo só é possível quando todas as especialidades
11
trabalham integradas e com softwares compatíveis, mas, para isso, é preciso que as
empresas não somente invistam, mas estejam motivadas a pensar BIM”.
A postagem ainda cita outra barreira encontrada na adoção do BIM no Brasil:
“A carência de softwares nacionais em 3D, com linguagens compatíveis e bibliotecas
compatibilizadas, que atendam aos padrões e normas brasileiras, demonstra ser a
maior lacuna entre a expectativa e a realidade do BIM no mercado nacional.”
Mesmo assim, o BIM se mostra efetivo dentro da disciplina MEP (Mechanical,
Electrical, and Plumbing), onde aborda-se o projeto de esgoto sanitário, porém como
cita a postagem acima, também carece de componentes de projetos modelados
especificamente para os padrões brasileiros.
Devido essa carência, o cenário do BIM no Brasil possui uma metodologia
usada para projetar a coleta de esgoto ainda baseada no desenho de projetos
bidimensionais e isométricos no tradicional e usual sistema CAD 2D. Isto ocorre em
paralelo à inserção de dados em tabelas com informações fracionadas e imperfeitas
de forma manual, aliada a consulta de catálogos e ilustrações de fornecedores de
materiais hidráulicos. Mesmo utilizando softwares BIM, vai contra o uso dos mesmos,
pois deveria ser usado para situações não acionáveis no CAD, como comparar os
elementos projetados com um dado ou parâmetro, e não somente gerar documentos.
Esses métodos impedem a potencialização de softwares dentro da tecnologia
BIM, capaz de englobar os bancos de dados que viabilizem ao projetista analisar o
projeto de forma parametrizada, automatizando e adicionando a qualidade e
confiabilidade ao produto final que faltam na atual conjuntura.
Nesse contexto, dentre os vários softwares inseridos na tecnologia BIM, se
torna valida a integração entre o software Revit e as normas que regem o sistema
predial de esgoto sanitário com o auxílio de programação visual da extensão Dynamo,
para potencializar o uso do BIM. A programação permite condicionar as informações
da forma que o ambiente de gerar projetos seja usado para tomar decisões e não
somente gerar documentos.
Essas informações podem facilitar a verificação de parâmetros dentro de um
projeto, como por exemplo as inclinações de tubos do sistema sanitário conforme o
traçado do sistema, fazendo com que o projetista avalie possíveis perfurações de
vigas e a real possibilidade de execução. Essas situações, como mencionado, não
12
ocorrem no processo 2D, que depende do quão detalhado está o projeto, sendo que
os requisitos ainda são baseados em documentação, pois as prefeituras não exigem
uma análise de viabilidade executiva dos documentos elaborados. O que acaba
tornando o objetivo apenas a aprovação do projeto pelos órgãos fiscalizadores,
enquanto os softwares BIM buscam a exatidão do processo com analise que
desencadeiam tomadas de decisões em todas as etapas de construção acima da
mera documentação em todo seu ciclo de vida.
1.1 Hipótese
Com base no modelo tridimensional de um sistema predial de esgoto sanitário,
é viável integrar os elementos de projeto como tubulações, diâmetros, inclinações,
materiais e dimensões com a normatização brasileira. Sendo equivalentes a
verificação manual de projeto para o sistema por meio da programação visual.
1.2 Problema de pesquisa
É viável integrar o software Autodesk Revit MEP da tecnologia BIM com a
Norma Brasileira de esgoto sanitário (NBR 8160/1999)? Além disso, a programação
visual é uma alternativa eficiente para verificar a conformidade da modelagem durante
a criação do projeto?
1.3 Justificativa
Conforme relatado na introdução deste estudo, os softwares BIM não estão
sendo usados de forma adequada dentro do seu objetivo de desempenho.
Destacando os projetistas de Sistemas Prediais Hidráulico e Sanitário (SPHS) que
adotaram o BIM no Brasil, sem o uso da programação visual, empregam a mesma
sistemática adotada no software CAD 2D para a geração de plantas baixas e
documentações, destacando-se somente pela geração de um detalhamento mais
elaborado visto que o mesmo não atende a NBR 8160/1999.
Isso se deve ao fato de que um dos softwares BIM, o Autodesk Revit MEP por
exemplo, não englobar cálculos, dimensionamentos e verificações conforme as
normas implementadas no Brasil. Porém, o surgimento de ferramentas e plugins para
criar as funcionalidades já feitas para o CAD 2D, que emprega cálculos e
dimensionamento estão ocorrendo nesses softwares BIM, em um contexto maior que
13
no CAD 2D, visto que seu potencial em ambiente de projeto engloba muitos outros
parâmetros e funcionalidades no ambiente de projeto.
Uma pesquisa realizada por Rocha (2018), corrobora com a colocação dos
autores anteriores sobre menor incidência de erros, pois explica a principal diferença
entre o sistema CAD 2D e a tecnologia BIM. O CAD 2D trabalha por um sistema
baseado em linhas com suas características explicitas de forma manual através de
legendas do projeto. Enquanto o BIM trabalha por um sistema baseado em
modelagem 3D paramétrica, tendo suas propriedades definidas pelo projetista,
gerando detalhes advindos de componentes detalhados.
Assim, o projetista com sua responsabilidade diante projeto, necessita sanar
diversos detalhes para garantir a funcionalidade e desempenho durante a vida útil do
sistema imposta pelas normatizações. Desse modo, automatizar alguns processos
como o dimensionamento dos condutos inclinados, de forma a evitar o retorno do mau
cheiro gerados pelos despejos. Isto é feito de modo a atingir a alternativa mais
econômica dentro dos parâmetros vigentes e reduzir os erros do profissional, aspectos
de suma importância para a inovação da metodologia de projeto.
A Figura 1 destaca a pesquisa realizada por Souza e Lyrio (2009), que expõe
o conceito citado anteriormente, sendo um dos motivos que leva um profissional
adotar a tecnologia BIM como ferramenta de trabalho a menor incidência de erros com
21,28%.
14
Figura 1 - Por que profissionais buscam a tecnologia BIM.
Fonte: Souza e Lyrio (2009).
Nessa contextualização, a tecnologia BIM desencadeia novas ferramentas
que viabilizam a integração entre normativas e projetos com o uso de ferramentas que
permitam empregar a técnica em modelos 3D de construção, possibilitando o melhor
sistema de componentes do projeto, suspendendo retrabalhos e acarretando
tubulações normatizadas com maior qualidade.
Silva et al. (2017), desenvolveram uma pesquisa com o intuito de verificar o
principal motivo de desenvolvimento de ferramentas do tipo plugins no Brasil,
demonstraram que o uso dessas ferramentas como o proposto acima, é muito
explorado para desencadear o aumento de produtividade (Productivity) o que
potencializaria as instalações elétricas e hidráulicas (MEP), sendo uma das disciplinas
menos exploradas como ilustra o gráfico da Figura 2.
15
Figura 2 – Exploração de ferramentas do tipo plug-ins conforme a área de atuação.
Fonte: Silva et al. (2017).
Essa pouca exploração da tecnologia BIM para instalações, expõe o espaço
ainda existente no mercado para o desenvolvimento de novas ferramentas para
contribuir com o avanço dentro da engenharia e arquitetura. Visto que irá potencializar
softwares BIM como o Revit, oferecendo agilidade em tomadas de decisões devido a
disposição de um maior escopo para o projetista.
Como uma maneira de compreender esse cenário, Motteu e Cnudde (1989),
expõem essa lacuna relacionada a falta de investimentos nesse mercado na etapa de
projeto comprovando a correlação entre patologias e projeto justamente na concepção
do mesmo, com 46% dos causadores de falhas. Cabe observar que somente 22% dos
problemas remetem-se a falhas provenientes do canteiro de obras, como indica o
gráfico da Figura 3.
Figura 3 - Origens de problemas patológicos das construções
Fonte: Motteu e Cnudde (1989).
16
Outro fator relevante para a qualificação BIM dentro do contexto atual, passa
pelas normas que regem todos os projetos técnicos desenvolvidos por profissionais.
A tecnologia BIM por si só, não contem compatibilidade com as normas brasileiras e
sim, empregada nela normas americanas por conta da baixa abrangência das
normativas nacionais brasileiras dentro do cenário internacional. Por conta disso,
órgãos governamentais brasileiros elaboraram um decreto para a disseminação do
BIM, onde estudam a obrigatoriedade da tecnologia BIM no mercado nacional, essa
renovação em ferramentas de trabalho se faz necessária para que a tecnologia não
se torne ultrapassada e resultem em orçamentos, projetos e cronogramas imprecisos.
Enfim, considerando o grande espaço de exploração da ferramenta MEP no
competitivo mercado brasileiro e o atraso da metodologia de criação, aliado aos
enormes benefícios oferecidos pelo BIM na utilização de modelos ricos em
informação, os obstáculos previamente enunciados serão abordados. Propõe-se uma
programação visual (VPL) na extensão Dynamo, associada ao Autodesk Revit MEP.
Dessa forma, a ferramenta contribui para aprimorar, simplificar e facilitar o
atendimento dos projetos desenvolvidos no Revit com o auxílio a tomada de decisão
no ambiente de trabalho, perante a verificação das inclinações de projeto com o intuito
de utilizar o potencial do software Revit MEP para realizar a análise e concepção de
projeto ainda no ato de projetar.
2. OBJETIVO
2.1 Objetivo geral
Desenvolver uma ferramenta de integração entre o Revit e a NBR 8160/1999
do sistema predial de esgoto sanitário através de uma ferramenta de programação
visual, com o auxílio da extensão Dynamo.
2.2 Objetivos específicos
• Apresentar soluções para as limitações do BIM em relação a norma de
sistemas prediais de esgoto sanitário através da modelagem;
• Auxiliar na tomada de decisão através de um verificador de projeto;
17
• Aferir o uso da ferramenta desenvolvida e se as principais limitações do
Revit para qualificação das instalações de sistemas prediais de esgoto
sanitário foram atendidas.
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 Sistemas Prediais de Esgoto Sanitário (SPES)
3.1.1. Normatização
Os projetos de uma instalação de esgoto sanitário devem atender as
exigências e recomendações estabelecidas pela norma NBR 8160 (ABNT, 1999).
Esta norma define o Sistema Predial de Esgoto Sanitário como o “Conjunto
de tubulações e acessórios destinados a coletar e transportar o esgoto sanitário,
garantir o encaminhamento dos gases para a atmosfera e evitar o encaminhamento
dos mesmos para os ambientes sanitários”. Além disso, o sistema predial de esgoto
sanitário deve conter outras premissas como:
• Assegurar a potabilidade da água;
• Proporcionar velocidade ao escoamento para evitar o acumulo dos resíduos na
tubulação;
• Evitar o retorno dos gases para ambientes da edificação;
• Impossibilitar a mistura com o sistema predial de águas pluviais;
• Garantir a inspeção dos componentes;
• Inviabilizar a entrada de esgoto na tubulação de ventilação;
• Impedir a passagem de resíduos para dentro das tubulações do sistema;
• Evitar o contato das tubulações com estruturas que transmitam ruídos sonoros;
Esse sistema é composto por aparelhos sanitários, desconectores, tubos de
queda, ramais de descarga e de esgoto, subcoletores e coletor predial, e o subsistema
de ventilação junto aos demais elementos complementares.
A seguir será explanado sobre alguns desses componentes relatados de
acordo com a NBR 8160 (ABNT, 1999):
18
Aparelho sanitário, conforme a norma são: “aparelhos ligados à instalação
predial e destinados ao uso de água para fins higiênicos ou a receber dejetos ou águas
servidas”, além dos requisitos apresentados, precisam transmitir conforto ao usuário.
Os aparelhos compostos por fecho hídrico, necessitam vedar os aparelhos
sanitários. Para isso, utiliza-se caixa sifonada para a coleta de resíduos provenientes
do sistema junto às águas derivadas das lavagens das calçadas.
Quanto aos rejeitos de tanques ou máquinas de lavar roupas em edificação
com múltiplos pavimentos, podem ser descarregados em um tubo de queda individual
contando com uma caixa sifonada no final do tubo.
Sobre a inclinação das tubulações horizontais, o escoamento deve se dar pelo
efeito da gravidade; para tubulações até 75 mm de diâmetro nominal (DN) adota-se
2% e 1% para tubulações com DN maior que 100 mm; sendo a inclinação máxima de
5%.
Em relação aos tubos de queda, quando houver necessidades de desvios, o
mesmo não pode exceder 90 graus.
Para os ramais de descarga e de esgoto, os desvios horizontais não devem
exceder 45 graus; e os desvios verticais – horizontais não devem passar de 90 graus.
Quanto aos subcoletores e coletor predial, a norma também cita desvios de
ângulo máximo de 45 graus, e devem conter caixas de inspeção para manutenção da
rede.
Em relação ao subsistema de ventilação, pode ser primário ou secundário. A
ventilação primária, deve localizar-se a no mínimo a 4 metros de qualquer esquadria
e passar 0,30 metros da cobertura com uma proteção contra as águas da chuva.
Os elementos ou dispositivos complementares são as caixas de inspeção,
poços de visita e caixas de gordura. A distância de 25 metros não pode ser excedida
entre dispositivos de inspeção. A metragem entre o último aparelho de inspeção e o
coletor público não deve passar 15 metros. No caso de edificações com mais de dois
pavimentos, as caixas de inspeção não podem ser posicionadas a uma distância
superior de 2 metros dos tubos de queda respectivo ao aparelho.
Os ramais do lavatório, banheira, ralo e tanque devem ser ligados à caixa
sifonada e os ramais com efluentes de gordura devem ser ligados à caixa de gorduras
ou a tubos de queda específicos.
19
Além dos parâmetros e elementos acima mencionados, a concepção do
dimensionamento das tubulações de esgoto é regida também pelo critério das
Unidades Hunter de Contribuição (UHC) ou também chamada de unidade de
descarga juntamente a seus diâmetros nominais mínimos. Cada aparelho possui um
peso e em função do peso ou da somatória de pesos determina-se os diâmetros dos
ramais de descarga, ramais de esgoto, subcoletores, coletores ou tubos de queda. Na
Tabela 1 pode ser verificado os diâmetros dos ramais de descarga.
20
Tabela 1 - Unidades de Hunter de contribuição dos aparelhos sanitários e diâmetro nominal
mínimo dos ramais de descarga.
Aparelho Sanitário Número de unidades de
Hunter de contribuição
Diâmetro
nominal mínimo
do ramal de
descarga DN
Bacia Sanitária 6 100
Banheira de residência 2 40
Bebedouro 0,5 40
Bidê 1 40
Chuveiro De residência 2 40
Coletivo 4 40
Lavatório De residência 1 40
De uso geral 2 40
Mictório
Válvula de
descarga 6 75
Caixa de
descarga 5 50
Descarga
automática 2 40
De calha 2 50
Pia de cozinha residencial 3 50
Pia de
cozinha
industrial
Preparação 3 50
Lavagem de
panelas 4 50
Tanque de lavar roupas 3 40
Máquina de lavar louças 2 50
Máquina de lavar roupas 3 50
Fonte: NBR 8160 (ABNT 1999).
Depois de contabilizado a quantia de UHC para cada trecho do sistema,
consulta-se a Tabela 2 para determinar os diâmetros dos ramais de esgoto.
21
Tabela 2 – Dimensionamento de ramais de esgoto.
Diâmetro nominal
mínimo do tubo
DN
Número máximo de
unidades de Hunter de
contribuição UHC
40 3
50 6
75 20
100 160
Fonte: NBR 8160.
Após isso, determina-se o diâmetro dos tubos de queda pela Tabela 3
conforme a unidade de descarga acumulada em cada trecho.
Tabela 3 – Dimensionamento de tubos de queda.
Diâmetro nominal
do tubo
Número máximo de UHC
Prédio de até três
pavimentos
Prédio com mais de três
pavimentos
40 4 8
50 10 24
75 30 70
100 240 500
150 960 1900
200 2200 3600
250 3800 5600
300 6000 8400
Fonte: NBR 8160 (ABNT 1999).
Outras normas vigentes com potencial de uso para a concepção do projeto
de SPES, mas que não serão abordadas nesse trabalho, encontram-se no Quadro
1:
22
Quadro 1 - Normas específicas para SPES.
ABNT NBR 9648, Estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário
ABNT NBR 12450, Pia monolítica de material plástico - Dimensões – Padronização
ABNT NBR 12451, Cuba de material plástico para pia - Dimensões – Padronização
ABNT NBR 13969, Tanques sépticos - Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos - Projeto, construção e operação
ABNT NBR 5688, Tubos e conexões de PVC-U para sistemas prediais de água pluvial, esgoto sanitário e ventilação – Requisitos
ABNT NBR 15097-1, Aparelhos sanitários de material cerâmico - Parte 1: Requisitos e métodos de ensaios
ABNT NBR 15097-2, Aparelhos sanitários de material cerâmico - Parte 2: Procedimento para instalação
ABNT NBR 15491, Caixa de descarga para limpeza de bacias sanitárias - Requisitos e métodos de ensaio
ABNT NBR 15423, Válvulas de escoamento - Requisitos e métodos de ensaio
ABNT NBR 15857, Válvula de descarga para limpeza de bacias sanitárias - Requisitos e métodos de ensaio
ABNT NBR 14162, Aparelhos sanitários - Sifão - Requisitos e métodos de ensaio
Fonte: Autor (2019).
3.1.2. Projeto
Botelho et al. (2014), define a instalação predial de esgoto como “o conjunto de
aparelhos sanitários, tubulações e dispositivos destinados a coletar e afastar da
edificação as águas servidas para fins higiênicos, encaminhando-as ao destino
adequado.”
Botelho et al. (2014), ainda ressalta que o desafio do projeto de esgoto
sanitário localiza-se na criação, não só do ponto de vista técnico, mas também
econômicos, executivos, e no sentido mais prático para não acarretar no atraso do
cronograma físico da obra. A posição das tubulações e aparelhos, aliada ao conflito
de outras tubulações de diversas instalações prediais, na supraestrutura e no projeto
23
arquitetônico, é o entrave do projetista hidráulico, juntamente com as diferenças de
cotas dentro da edificação.
Esses entraves na concepção do projeto podem ocasionar erros imediatos ao
canteiro de obras ou após a finalização da mesma. De acordo com Gnipper (2010),
as patologias provenientes da concepção do projeto se relacionam a danos
decorrentes de erros de projeto, falhas de dimensionamento, incoerência na descrição
dos materiais, falta de detalhes executivos, falta de mão de obra especializada, e
outros aspectos.
Um erro comum dentro do projeto de esgoto sanitário consiste na localização
da caixa de inspeção que muitas vezes são locadas em ambientes arquitetônicos
onde recebem um revestimento que dificultam a sua manutenção devido a
necessidade de quebra de concreto para vistoria-la. Outro erro comum nesse tipo de
projeto é a falta do uso de ramais secundários de ventilação ou mau posicionamento
desse ramal, que devem ficar entre a caixa sifonada e o ramal primário de esgoto
sanitário (MALDONADO, 2017).
Antoniazzi (2008), também destaca os erros provenientes do projeto e relata
que ocorrem pela má coordenação e o uso de informações superficiais para a
execução aliado a materiais pobres em termos de desempenho, falta de
acompanhamento da execução para atualização dos documentos como plantas
baixas, falta de compatibilização, dentre outros fatores.
Porém, é indiscutível sua elaboração pelo ponto de vista técnico e impossível
determinar um tempo ideal de projeto. Em grandes centros mundiais, as horas gastas
com essa etapa atingem um patamar de equivalência com a duração da obra,
tentando acarretar em menos desperdícios e improvisações na fase de execução.
Enquanto no Brasil, a fase de projeto é definida como apenas um documento
necessário para o cumprimento das leis, isso se torna o principal empecilho para o
ritmo de produtividade correto no decorrer da obra (MELHADO, 1994).
Para a elaboração do projeto, Creder (2018), define alguns itens:
• Finalização do projeto de arquitetura;
• Finalização dos projetos estruturais;
• Estudo da ligação final do sistema em coletor público ou analise de outro
destino final;
24
Já para compor o projeto, Creder (2018) cita que são necessários:
• Definição dos pontos de esgoto;
• Localização e definição das tubulações;
• Locação das inspeções;
• Dimensionamento de cada trecho das tubulações que compõem o sistema;
• Especificação dos diâmetros, equipamentos e materiais.
A Figura 4 consta uma instalação típica de esgoto sanitário em ambientes do
tipo banheiro, com alguns dos itens explorados acima. E a Figura 5, detalha os
componentes de inspeção do sistema que se localizam na parte externa da edificação.
Figura 4 - Instalações de esgoto sanitário.
Fonte: Junior (2011).
25
Figura 5 - Instalações de inspeção de esgoto sanitário.
Fonte: Creder (2018).
3.2 BIM
3.2.1 Projetos em BIM
O uso da sigla BIM na atual conjuntura da construção civil, quer dizer muito
mais que simplesmente compatibilização. O BIM no atual cenário, se remete a gestão,
controle, desenvolvimento, qualidade e exatidão (LIRA et al., 2013). Essa vinculação
entre realidade e projeto durante o método construtivo, agiliza e evita problemas nas
atividades construtivas (PAPER, 2014).
Barison e Santos (2016), também destacam que isso impacta de forma direta
na adição de velocidade no canteiro de obras, devido a detecção de
incompatibilidades com antecedência ainda na fase de projeto.
Segundo Costa e Ilha (2017), o uso do BIM na construção se apresenta como
uma importante medida, pois possibilita o desenvolvimento de projetos com maior
nível de detalhe, redução de retrabalho e comparação de diferentes cenários na
escolha da solução mais adequada a cada situação de projeto.
Os autores ainda destacam que o BIM, é imprescindível para padronização
dos projetos que serão executados com o decorrer dos anos.
26
Também pensando nisso, Costa, Staut e Ilha (2014) ressaltam que a
qualidade final do produto se agrega na etapa inicial de projeto. O emprego de
modelos virtuais através do Revit, condiciona ao projetista atingir a racionalização do
projeto para distintos comparativos econômicos da concepção. Afinal, por conta da
baixa qualidade dos produtos da construção civil, os projetos são vistos como
burocracia do ponto de vista executivo.
Um exemplo prático que o uso do BIM traz à tona por meio da
compatibilização entre os projetos, é proporcionar ao projetista responsável pelo
encanamento, indicar os melhores lugares para que o traçado da tubulação do
subsolo consiga ser levada para fora da edificação por gravidade pela
compatibilização. Isso proporciona economia no projeto estrutural (TITLOW, 2009).
A migração para o BIM como exposto até aqui, traz benefícios para escritórios,
canteiro de obras e monitoramento pós obra. Para comprovar isso, McGraw Hill
Construction (2014), desenvolveu uma análise em empresas de diferentes países
para elencar 3 ganhos do empreendimento ao ser pensado, analisado e controlado
em tecnologia BIM durante todo o ciclo de vida da edificação. A Figura 6 expõe os
percentuais levantados na pesquisa. O benefício mais citado foi redução de erros e
omissões (41%). Entretanto, para o estudo proposto de integração entre o Revit e a
NBR 8160/1999 vale ressaltar a vantagem da redução de retrabalhos (31%). Dessa
forma, o aprimoramento do uso do BIM para esse fim servirá de catalisador para a
redução de retrabalhos.
27
Figura 6 - Análise do valor agregado do BIM no ponto de vista dos adeptos a tecnologia.
Fonte: Adaptado de McGraw Hill Construction (2014).
3.2.2 Sistemas prediais em BIM
Conforme Titlow (2009), há vários softwares que trabalham os sistemas
prediais dentro da tecnologia BIM, porém os mais conhecidos entre os projetistas são:
Graphisoft ArchiCAD MEP, Bentley Mechanical e o Autodesk Revit MEP.
De acordo com Bentley (2011), o programa Bentley Mechanical dentro do
processo BIM, no caso de um projeto, possibilita a operação, construção e
manutenção do mesmo. Através da análise, documentação, construção e
colaboração.
Já o aplicativo Graphisoft ArchiCAD MEP, se destaca pela identificação de
conflitos entre os projetos arquitetônicos, estruturais e instalações. O retorno de
informação imediato e por conta disso, acelera a coordenação das equipes de
projetistas (GRAPHISOFT, 2019).
Por fim, o programa escolhido para o desenvolvimento dessa pesquisa, o
Revit MEP, é um software da empresa Autodesk (2018), a qual descreve a ramificação
MEP (Mechanical Electrical and Plumbing) do Revit, com a finalidade de modelar,
analisar e colaborar os componentes entre os projetos de instalações.
28
3.2.3 Autodesk Revit MEP
O Revit MEP é voltado ao desenvolvimento de projetos de instalações
hidráulicas, elétricas produzindo desenhos e gerando documentos. (COSTA, 2013).
Porém, a base de configuração para o projeto se dá pelo template associada
ao MEP. Esses templates são disponibilizados pelo Revit especificamente para cada
disciplina, seja ela arquitetônica, estrutural ou MEP, ou seja, uma pré configuração
com filtros de cores, tamanhos, famílias de tubulações e dispositivos para projetar.
(COSTA, 2013).
A Figura 7 mostra uma das configurações de cores de um template MEP.
Figura 7 - Sobreposição gráfica do Revit MEP.
.
Fonte: Autodesk Revit, adaptado pelo autor (2019).
Entretanto, mesmo com o uso de modelagem, visibilidades gráficas e outras
condicionantes, o Revit MEP permite algumas intervenções em desacordo com a
norma. Uma falha comum segundo Oneda (2017), é a instalação de conexões de
maneira incorreta. No caso da tubulação de ventilação, a ligação entre o ramal de
ventilação na coluna de ventilação, deve ser feita com uma junção de 45° com mínimo
15 cm de altura em relação ao escoamento do fluido. Na Figura 8 abaixo, no lado
29
esquerdo tem-se a instalação conforme a recomendação da NBR e no lado direito
desconforme a NBR.
Figura 8 – Instalação de coluna de ventilação em conformidade (esquerda) e desconformidade
(direita) a NBR 8160.
Fonte: Oneda (2017), adaptado pelo autor.
O Revit MEP não evita esse tipo de erro, mas facilita a identificação, por ser
uma representação tridimensional parametrizada, com as informações provenientes
dos elementos. Quando selecionada, informa uma serie de característica da tubulação
ou peça, como diâmetros, UHC e até mesmo a área. Isso implica na escolha adequada
e facilita o desenvolvimento de rotinas para a verificação dos erros como os expostos
anteriormente. Isso retorna na questão da diferença entre os softwares BIM e CAD
2D, em relação aos sistemas de tubulação do Revit MEP. E esclarece que o avanço
tecnológico da ferramenta não significa um avanço na qualidade do projeto, devido à
tecnologia BIM aceitar este tipo de situação equivoca, mas possui a função de suporte
ao conhecimento prévio do projetista.
Essas tubulações possuem uma ligação lógica devido a conexão de
características conforme a família que pertence. Desencadeia uma série de
30
informações dos componentes e propicia que a engenharia tenha participação no
modelo tridimensional (BOKMILLER et al. 2014).
Esses parâmetros que constituem as famílias, assim como sistema, projeto e
compartilhado. Normalmente está associada a um grupo, no caso do sistema predial
de esgoto sanitário. A Figura 9 apresenta como o Revit MEP informa essas
propriedades para o projetista, onde se torna possível elencar todos os parâmetros
discutidos até aqui, como materiais, diâmetros e outras condicionantes ao projeto.
Figura 9 - Propriedades da tubulação.
Fonte: Autodesk Revit, adaptado pelo autor (2019).
Ainda ao selecionar um trecho de uma tubulação inclinada por exemplo, o
Revit indica a inclinação junto com a cota inicial e final do tubo como na Figura 10.
31
Figura 10 - Detalhamento da tubulação.
Fonte: Autodesk Revit, adaptado pelo autor (2019).
Outro parâmetro importante é o sistema de ligações lógicas, no caso do Revit,
o mesmo não permite que sistemas de tubulações diferentes sejam associados, ou
seja, conectar uma tubulação do sistema sanitário com uma tubulação de água
quente. Isso ocorre porque os sistemas pertencem a famílias de elementos gerados
para expressar informações técnicas (de engenharia) e informações gráficas.
Quanto aos parâmetros de projeto, seu benefício se deve a opção de aplica-
lo as famílias de um elemento ou em todos os elementos de uma categoria, ao invés
de aplicar o parâmetro em uma família de cada vez (BOKMILLER, 2014).
3.2.2 Revit vinculado à extensão Dynamo
Os avanços tecnológicos possibilitam ao engenheiro criar sua própria
ferramenta, através da linguagem de programação para o desenvolvimento de plug-
ins que fornecem soluções para os projetistas a partir de um problema (FERNANDES
et al., 2016).
Esses instrumentos de soluções para a modelação paramétrica concede o
diagnóstico de diversos indicadores de desempenho conforme as diretrizes tomadas
no início do projeto (LUDWIG, 2010).
Souza et al. (2016), destaca que essa interação entre Revit e Dynamo propicia
a operação de dimensionamento em ordem cronológica de parametrização. Isso
desencadeia uma série de informações que devem ser pensadas e analisadas uma
por vez, como por exemplo o tipo de tubulação, se reforçada ou normal, diâmetro,
encaixe, para cada situação. Pois, por meio dessa extensão Dynamo, o projetista
dispõe das informações inclusas na API (Application Programming Interface) do
programa Revit. Dessa maneira, consegue-se adquirir dados sobre as características
32
do modelo que são examinadas através da programação visual e, posteriormente
regressam para o Revit parametrizadas, elaborando uma modelagem na projeção
desses novos elementos.
Os parâmetros podem ser extraídos pelo Dynamo ao selecionar um
componente no ambiente de trabalho do Revit e a partir disso é possível editar
qualquer informação sobre um tubo por exemplo, como atesta a Figura 11.
Figura 11 – Informações extraídas de um tubo pela extensão Dynamo.
Fonte: Dynamo, adaptado pelo autor (2019).
Entre as muitas vantagens do uso do Revit aliado ao Dynamo, ressalta-se a
criação de regras paramétricas que Eastman et al. (2014) citam que, através dessas
regras paramétricas que alimentam com informações a concepção do projeto,
destacam-se a menor incidência de retrabalho no projeto.
Essas regras paramétricas são informações registráveis que definem as
propriedades das peças e conexões do projeto se tornando as bases de modelagem,
verificações e dimensionamento, categorizando geometrias, referências e
funcionamento do sistema. Na verdade, são os mais importantes itens para o ganho
de tempo na etapa de concepção, se desenvolvidos de maneira prática, o modelador
33
passa a contar com um conteúdo confiável, reduzindo erros e acelerando tarefas
(BOKMILLER, 2014).
3.3 Programação Visual
3.3.1 Dynamo
Storms (2016), define o Dynamo como “uma extensão de programação visual
para o Autodesk Revit que permite manipular dados, esculpir geometria, explorar
opções de design, automatizar processos e criar links entre várias aplicações”.
No Dynamo, pequenos algoritmos são criados usando um fluxo de trabalho
através de nodes e wires (espécies de ligações) que estão conectados uns aos outros
através de cabos associados às portas que cada nodes contém. Uma porta de um
elemento só pode ser conectada a outra porta de um tipo correspondente. Isso
significa que a porta de entrada e saída deve ter tipos compatíveis (FERREIRA;
ANTÔNIO, 2015).
Um exemplo de projeto paramétrico aplicado no Revit pressupõe que se o
projetista alterar os parâmetros da forma de uma determinada parede no modelo, o
resto das variáveis mudará com ela. Com o Dynamo adicionado, essas variáveis
podem ser alteradas automaticamente, por exemplo quando todas as paredes
externas devem ter uma abertura para ventilação mínima, o Dynamo agrega esse
potencial ao Revit e altera todas as variáveis dos elementos para que se tenha as
aberturas mínimas de ventilação . O Dynamo também obtém acesso à estrutura de
dados do Revit, que permite um controle ainda mais profundo dos elementos do
modelo (NEZAMALDIN, 2019).
Figura 12 - Exemplo de programação em Dynamo.
34
Fonte: Storms (2016).
Storms (2016), ainda cita que o Dynamo é ideal para realizar as atividades
repetitivas que demandam uma alta demanda de tempo para algo que pode ser
simples e direto. Pensando nisso, o autor elenca alguns motivos para utilizar o
Dynamo:
• As famílias paramétricas do Revit não possuem integração com outras famílias
do Revit;
• O Revit não pode ser usado apenas para desenhos;
• O design e análise devem acontecer ao mesmo tempo, no mesmo modelo.
De acordo com Kensek (2014), existem três métodos que compõem o fluxo
de construção de rotinas no Dynamo: destruir, desenhar e atualizar. O método de
destruição é usado para limpar elementos criados pertencentes ao nodes. O método
de desenho é usado para gerar objetos do Revit com base nas conexões de entrada.
E o método de atualização é usado para instruir os nós a executarem processos já
realizados.
Costuma-se caracterizar o Dynamo como uma ferramenta complexa restrita a
geometrias de modelagem complexa, porém, pode-se processar vários tipos de
dados independente da sua forma geométrica, especialmente a instalações de
sistemas prediais por qualificar os projetos por meio dessa ferramenta (DUNCAN;
CAPRARU, 2015).
35
3.3.2 Dynamo Player
Autodesk (2019), define o Dynamo Player como uma ferramenta de
reprodução simples das programações do Dynamo no Revit.
Nezamaldin (2019), também define o Dynamo Player como um auxiliar do
Dynamo, além de relatar que o mesmo permite ao usuário requerer somente as
entrada (inputs) e saídas (outputs) do Dynamo no ambiente de trabalho em Revit mais
rapidamente, pois não há necessidade de ver o script inteiro da programação.
4. METODOLOGIA
Com base nos conhecimentos técnicos, segundo Gil (2002), a pesquisa é
classificada como exploratória por contar com levantamento bibliográfico. Ainda
conforme o autor, a pesquisa pode ser discriminada como experimental por conter um
objeto de estudo modificado por meio de parâmetros, no caso do presente trabalho,
procura-se a conformidade dos elementos do ambiente de projeto em Revit MEP com
a NBR 8160. E qualitativa, porque não se trata de dados estatísticos ou quantitativos.
Dessa forma a natureza da pesquisa é exploratória, experimental e qualitativa.
A metodologia para a finalização da presente pesquisa seguiu o fluxograma
apresentado na Figura 13:
36
Figura 13 - Fluxograma do trabalho.
Fonte: Autor (2019).
Baseado no fluxograma acima, a metodologia de trabalho dividiu-se da
seguinte maneira:
Etapa 1 – Revisão bibliográfica: para se embasar no tema do estudo proposto,
a pesquisa bibliográfica abordou temas que englobam a norma que rege o sistema
predial de esgoto sanitário NBR8160/1999, responsável por orientar e relatar os
requisitos que um projeto de sistema predial de esgoto sanitário precisa conter.
Também se empregou temas relacionados a tecnologia BIM como o Revit MEP e, por
fim a programação visual enfocada a extensão Dynamo.
Etapa 2 – Levantamento de informações: de forma a contribuir com a definição
de programação do estudo, foram definidas duas maneiras de fundamentar esta
etapa, primeiramente através das funcionalidades do Revit para analisar as principais
funções que possuem potencial no ambiente de projeto visto que o Revit calcula
inclinação, identifica o que são tubos e conexões.
37
Em um segundo momento, se realizou o estudo da NBR 8160/1999 para a
revisão dos parâmetros da rotina fundamentada.
Etapa 3 – Análise do levantamento: as alternativas de programação foram
processadas e analisadas para dar ênfase à escolha da rotina a ser programada,
juntamente com o estudo da NBR. Como o BIM não possui integração as normas
brasileiras, também foram elencados alguns pontos específicos da NBR 8160/1999,
os quais são considerados fundamentais para o desempenho adequado de uma
instalação de esgoto sanitário e que convém integrá-los ao BIM, visto que a ferramenta
programada também possui compatibilidade com outros ambientes de projeto no
Revit.
Etapa 4 – Delineamento da ferramenta a ser programada: a partir da etapa
anterior, eleger define-se uma rotina programável e que proporcione um ganho de
qualidade para a maneira como se projeta no Revit MEP. Visto que, com os estudos
realizados, um dos principais ganhos em aliar a programação visual no Dynamo com
o Revit, é a portabilidade das rotinas em distintas áreas de trabalho.
Etapa 5 – Aprendizado do processo: definida a rotina a ser programada para
a ferramenta, iniciou-se o processo de aprendizado da extensão Dynamo. Esta
extensão possibilitou ao usuário uma programação livre a partir do ambiente de
desenvolvimento. Permitiu também administrar informações paramétricas por meio de
ligações com wires e nodes de programação. Estas ligações foram feitas com seus
‘nodes’, responsáveis por conectar as informações de input e output na rotina criada.
Etapa 6 – Programação: foi planejada a ferramenta programada para o
problema identificado a partir do fluxograma de funcionamento, então, com o auxílio
da extensão Dynamo e programa Revit MEP por meio de uma metodologia conforme
o fluxograma da Figura 14 foi desenvolvido o script da programação que teve
inicialmente a verificação do funcionamento em um ambiente controlado e posterior a
isso, a verificação em um projeto de uma edificação para verificar tanto a
funcionalidade correta quanto a usabilidade da ferramenta.
38
Figura 14 - Rotina de programação.
Fonte: Autor (2019).
Etapa 7 – Análise da experiência: comparou-se os resultados da ferramenta
desenvolvida com a verificação manual conforme a NBR 8160/1999. Foi analisado os
dados e ambiente de trabalho desenvolvidos pela programação da ferramenta em
questão, em relação aos parâmetros fornecidos pela normativa de forma a evidenciar
a possibilidade de automatização do processo proposto por meio da programação
visual. E por fim, apresentou-se um ponto de vista técnico em torno do estudo.
5. RESULTADOS
Como na introdução desta pesquisa, destaca-se a responsabilidade do
projetista em realizar um projeto executivo para que o profissional executor consiga,
por meio da documentação, empregar todas as técnicas no canteiro de obras sem
improvisações. Os projetistas necessitam verificar possíveis erros de forma rápida e
eficaz antes de prosseguir com a elaboração dos projetos.
39
Para isso, uma série de processos tem se destacado dentro dos escritórios,
como por exemplo checklists de verificação, que possuem o objetivo de analisar o real
desempenho dos sistemas dimensionados que compõem os projetos.
Nesse contexto surgiu a alternativa de facilitar esse serviço através de uma
rotina de verificação da inclinação das tubulações de esgoto sanitário, com o intuito
de validar o traçado dessas tubulações, e promover a melhor decisão de otimização
de projeto ainda na fase inicial.
Nesta ocasião, as tubulações de esgoto afetam diretamente na movimentação
de solo, perfuração de vigas e o correto escoamento de resíduos. Dessa forma, ao
invés de realizar cálculos, a programação visa a performance do processo de projeto,
ocupando para isso, informações do modelo BIM para associar informações
geométricas e parâmetros correlacionados ao sistema sanitário.
A rotina de trabalho desenvolvida no Dynamo é uma proposta para alterar a
verificação do projeto. Para isso, a funcionalidade se dá pelo emprego de máscara de
cores que proporcionam um mapeamento de cores conforme a inclinação das
tubulações. Isso se torna válido para detectar a conformidade dos tubos que
antecedem as conexões e peças. Além disso, corrobora com a portabilidade da rotina
para outros ambientes de trabalho do Revit visto que não há necessidade de criar
filtros pois a ferramenta desenvolvida contorna isso sem alterar as propriedades do
“template do usuário” com a criação de máscara de cores temporária semelhante a
função “Sobrepor Gráficos na Vista” – que altera apenas a representação.
5.1 Funcionamento da rotina de verificação
A função da rotina é criar uma máscara de cores por meio de parâmetros pré-
programados no Dynamo. O usuário não necessita inserir nenhuma informação para
executar a rotina, apenas estar na vista de trabalho que deseja utilizar o verificador de
inclinação, seja ela 2D ou 3D seguindo o manual de uso (disposto no apêndice A) que
serve como guia de instruções para o usuário utilizar a rotina de verificação. Ao utilizar,
primeiramente deve-se executar a função do Dynamo player que proporciona ao
usuário uma interface ágil, na guia gerenciar da interface do Revit, após isso é
necessário localizar a pasta onde se encontram as funções “colorir” e “limpar” em
formato .DYN – a extensão utilizada para rotinas do Dynamo. Assim, basta abrir a
40
vista que deseja analisar no Revit e rodar a função pela janela que se abre do Dynamo
Player .
Durante o processo inicial da rotina, ocorre a seleção de todos os elementos
da vista, sejam peças como tubos, ou conexões como joelhos ou junções. Após isso
todos os elementos selecionados da vista de projeto do Revit são filtrados e para
buscar somente os pertencentes à categoria de tubulação. Com estas informações, é
possível iniciar o processo de criação das máscaras de cores a partir de um banco de
dados com valores de inclinação dos elementos pareados, no caso tubos. Onde os
tubos são preenchidos de acordo com as inclinações e cores dispostas no quadro
abaixo:
Quadro 2 – Legenda de cores da rotina de verificação.
Fonte: Autor (2019).
Por serem cores distintas do padrão das tubulações de ambiente do Revit
MEP, normalmente “verde” para as tubulações de esgoto sanitário, a máscara de cor
proporciona ao usuário verificar de forma visual se as tubulações possuem uma
ligação lógica com as peças que sucedem as conexões anteriores dando o
escoamento necessário para o funcionamento do sistema sanitário. Além de aumentar
a tomada de decisão em relação ao posicionamento dos tubos.
O fluxograma da Figura 15 ilustra o processo operacional de verificação de
inclinação desenvolvido pela rotina proposta.
41
Figura 15 - Fluxograma da função colorir.
Fonte: Autor (2019).
Após isso, foi necessário programar a função “limpar”, disposta na Figura 16
para que o usuário possa usar novamente o verificador em uma vista já executada
pela rotina. Portanto, essa rotina possibilita a reinicialização dos filtros de cores da
42
vista do ambiente de trabalho, além da exclusão das máscaras de cores originadas
de verificações anteriores.
Figura 16 – Fluxograma da função limpar.
Fonte: Autor (2019).
A programação dos fluxogramas aqui apresentados está disposta no apêndice
B e C.
5.2 Verificação em ambiente de controle
Para analisar o funcionamento da ferramenta programada, criou-se um
ambiente de controle, onde inicialmente foi criado quatro segmentos retos de tubos
com identificador de inclinação utilizando um filtro de vista padrão do Revit para o
sistema sanitário de modo a verificar a exatidão da função “colorir”, conforme o quadro
2 apresentado acima, como atesta a Figura 17.
43
Figura 17 - Antes e depois da verificação dos modelos retos em 2D.
Fonte: Autor (2019).
Percebe-se que os segmentos de tubos da Figura 17 foram coloridos de forma
correta de acordo com o intervalo de inclinações de suas respectivas cores.
Outro método de análise adotado no ambiente de controle foi a inserção de
conexões entre segmentos de tubos para atestar a funcionalidade da máscara de
cores somente na família de tubulação da mesma forma do teste com segmentos
retos, é apresentado os tubos com o filtro normal e após com a máscara de cores
originada pela rotina, como demonstra a Figura 18.
Figura 18 - Antes e depois da verificação dos modelos com conexões em 2D.
Fonte: Autor (2019).
Constata-se que como programado, as conexões existentes, no caso joelho
de 90° e 45° não foram coloridos após a execução da verificação. Dessa maneira, a
ferramenta programada possui uma função que pode agilizar o processo de
verificação das tubulações visto que as conexões possuem inclinações variáveis em
torno dos seus eixos, e a visualização deste parâmetro não é útil.
44
5.3 Aplicação em projeto
Para findar a análise da programação desenvolvida, foi aplicada a rotina
verificadora de inclinação em uma vista 2D e 3D de um projeto hidráulico residencial
unifamiliar em alvenaria e concreto armado com 122,18 m² de área, composto por 3
quartos, 2 banheiros, cozinha, área de serviço, sala e garagem, conforme as Figuras
19 e 20 que seguem.
45
Figura 19 - Projeto exemplo para verificação das inclinações em vista 2D.
Fonte: Autor (2019).
46
Figura 20 - Resultado da verificação no projeto exemplo da vista 2D.
Fonte: Autor (2019).
47
Figura 21 - Projeto exemplo para verificação das inclinações em vista 3D.
Fonte: Autor (2019).
Figura 22 - Resultado da verificação no projeto exemplo da vista 3D.
Fonte: Autor (2019).
48
Um caso de funcionalidade da rotina programada acontece no cenário de
conexões entre elementos, como por exemplo na Figura 23, onde foi projetado uma
situação de instalação sanitária que comporta uma caixa sifonada com tubos de
entrada e um de saída.
Nessa situação bastaria o projetista selecionar os elementos e verificar a
inclinação nas propriedades que o Revit demonstra, porém, em projetos de alta
complexidade ou em grandes demandas como em um conjunto habitacional por
exemplo, onde se tem layouts semelhantes e instalações sanitárias idênticas, esse
trabalho de verificação manual se torna afanoso, por isso com o auxílio da rotina
consegue-se de forma ágil e simultânea a verificação de toda a instalação, e
identificação de possíveis falhas, no caso, o tubo de saída da caixa sifonada que
possui inclinação maior que 2% como atesta a Figura 23 e está atravessando uma
viga encostando em sua armação inferior, sendo que a tubulação poderia estar com
uma inclinação de 2% e atravessaria a viga na fração que não prejudicaria a armadura
inferior como melhor situação, evitando falhas estruturais como ilustra a Figura 24.
Figura 23 – Verificação de projeto em planta baixa.
Fonte: Autor (2019).
Figura 24 - Otimização de projeto em corte.
Fonte: Autor (2019).
Outro cenário corriqueiro de projeto, é a falta de inclinação nas tubulações de
esgoto sanitário que causam um desempenho inadequado do sistema com o retorno
49
de fluidos, fazendo com que haja o surgimento de mau cheiro e até mesmo o
transbordo das peças. Por exemplo, na Figura 25 uma mesma caixa sifonada da
situação anterior possui tubo de saída de 50 milímetros com uma inclinação de 1%,
quando conforme a norma todos os tubos menores que 75 milímetros devem ter
inclinação maior ou igual a 2%.
Figura 25 - Verificação e correção de falha em vista planta baixa.
Fonte: Autor (2019).
Outra situação, como demonstra as Figuras 26 e 27, a inclinação do tubo
originado da bacia sanitária que tem diâmetro nominal de 100mm, está com uma
inclinação maior que 3% e, pela norma, o suficiente para uma tubulação com diâmetro
superior a 100mm possuir um desempenho adequado é de 1%.
Essa mesma situação aplicada em um modelo predial residencial por exemplo,
poderia diminuir o rebaixo de gesso do pavimento inferior, aumentando
consequentemente seu pé direito (distância entre o piso e o teto do pavimento) ou
alterar a indicação de altura do furo em uma viga. Já em uma edificação térrea,
também poderia mudar a perfuração da viga baldrame, mas além disso, diminuir a
profundidade da vala de instalação do tubo, acarretando menos horas de trabalho
para mão de obra e um menor volume de solo solto pelo canteiro de obras.
50
Figura 26 - Inclinações excessivas em vista 2D.
Fonte: Autor (2019).
Figura 27 - Inclinações excessivas em vista 3D.
Fonte: Autor (2019).
5.7 Discussão da rotina
A rotina demonstrou ser de grande valia para o processo de verificação do
projeto de esgoto sanitário, devido à grande exigência do mercado da construção civil
para compatibilizações de projetos conforme as etapas de obra. Por meio dela,
consegue-se observar as inclinações de tubulações, analisando a conformidade com
as alturas de perfurações em vigas, a profundidade de escavação do solo e se o
sistema sanitário proposto irá funcionar pelas elevações acarretadas por suas
inclinações em tubos horizontais, visto que as tubulações verticais não necessitam de
inclinação.
O principal objetivo de integrar o Revit com aspectos da norma para aumentar
a qualidade dos projetos por meio da integração entre o Dynamo e o Revit foi atingido.
Sendo que um dos pontos que vale ressaltar é a assertividade executiva que a rotina
proporciona, pois muitas vezes com a movimentação das peças que compõem o
sistema como ralos e caixas, as inclinações iniciais se alteram ou se anulam, e
passam despercebidas pelo profissional técnico durante o ato de projetar, já que a
rotina indica por uma máscara de cores as respectivas inclinações.
51
6. CONCLUSÃO
O BIM por seu potencial de compatibilização de projetos durante todo o ciclo
do empreendimento proporciona inúmeros benefícios. No entanto, como citado na
introdução desta pesquisa, a tecnologia BIM vem sendo usada como um CAD 2D
melhorado.
Por isso, rotinas de verificação de projeto potencializam a ferramenta e
corroboram para a adesão definitiva da tecnologia para o seu real objetivo de análise
e verificação da modelagem de forma simultânea além de contribuir com a
disseminação da programação visual em sistemas prediais. Programação visual essa
que, assim como a textual agrega portabilidade à rotina criada através do Dynamo,
podendo ser utilizadas em templates distintas do Revit pois, não necessita instalar
softwares robustos, basta usar a experiência e conhecimento do projetista em
programar, para disseminar uma tecnologia que pode ser usada por todos que
participam na concepção de projeto.
Nesse contexto, esta pesquisa valida o desenvolvimento de programação
visual dentro da tecnologia BIM de maneira automatizada, personalizada e assertiva.
Visto que dessa forma, o sistema de instalação sanitária fica próximo a realidade
contando com todas as inclinações necessárias e validas para o canteiro de obras.
Dessa maneira, como executou-se a análise da verificação de inclinações,
poderia ser programada uma ferramenta com outro tipo de parâmetro que
proporcionaria a projetista agilidade como diâmetros, tipo de tubulação, fluxo ou nível
pois, como criamos planilhas de excel para acelerar cálculos, as plataformas de
projeto evoluíram e permitem que os projetistas criem soluções para verificação das
variáveis envolvidas nos projetos para acelerar modelagem e verificações de acordo
com as normas.
Para finalizar, com esse estudo, visa-se concretizar a potencialização da
tecnologia BIM quando somada a programação visual proporcionando a essa
tecnologia ainda mais adesão perante ao CAD 2D. Sendo que esse estudo poderá ser
utilizado para aperfeiçoamentos da tecnologia BIM, disciplinas de sistemas prediais e
assuntos relacionados a programação visual.
52
6.1 Sugestões para estudos futuros
Em estudos futuros, pensa-se em seguir usando a programação para
potencialização das ferramentas de projeto, sendo desenvolvidas ou aperfeiçoadas
outras ferramentas.
O aperfeiçoamento desse estudo desencadearia uma verificação mais
elaborada com o acréscimo de máscara de cores conforme o sentido de fluxo das
tubulações, dessa forma surgiria inclinações positivas e negativas, fracionando a
ferramenta desenvolvida.
Para o desenvolvimento de ferramentas que seguem o mesmo alinhamento,
sugere-se programas rotinas que potencializem diferentes projetos, como a
verificação das tubulações conforme o diâmetros das mesmas através de máscara de
cores, sempre com atualizações que atendam as obrigatoriedades normativas de
projeto e execução que orientem o projetista a tomar decisões.
53
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APÊNDICE A – MANUAL DE USO
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APÊNDICE B – PROGRAMAÇÃO DA FUNÇÃO COLORIR
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63
64
APÊNDICE C – PROGRAMAÇÃO DA FUNÇÃO LIMPAR
