Projeto de Instalações Prediais de Ã-gua Fria e Ã-gua Quente

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA UFRR DISCIPLINA: INSTALAÇÕES PREDIAIS PROJETO DE INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA E QUENTE NORMAS DE PROJETO: NBR 5626:1998; NBR 7198:1993 ADRIEL CARLOS BATISTA DOS SANTOS SUMÁRIO LISTA DE TABELAS ............................................................................................................... 3 1. REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................................... 5 2. DADOS DO PROJETO ...................................................................................................... 9 3. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA............................ 10 3.1. Generalidades ............................................................................................................. 10 3.2. Cálculo da capacidade e dimensionamento dos reservatórios ................................... 10 3.3. Dimensionamento das colunas de distribuição .......................................................... 12 3.4. Dimensionamento do barrilete ................................................................................... 17 3.5. Dimensionamento dos ramais .................................................................................... 17 3.6. Dimensionamento dos sub-ramais ............................................................................. 19 3.7. Dimensionamento do encanamento de recalque ........................................................ 19 3.8. Dimensionamento do encanamento de sucção .......................................................... 20 3.9. Dimensionamento do ramal predial ........................................................................... 20 3.10. Dimensionamento do hidrômetro ........................................................................... 20 3.11. Ligação à rede pública (ligação predial) ................................................................ 21 3.12. Escolha da bomba de recalque da água .................................................................. 21

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DISCIPLINA: INSTALAÇÕES PREDIAIS

PROJETO DE INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA E QUENTE

NORMAS DE PROJETO: NBR 5626:1998; NBR 7198:1993

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A

ADRIEL CARLOS BATISTA DOS SANTOS

SUMÁRIO

LISTA DE TABELAS ............................................................................................................... 3

1. REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................................... 5

2. DADOS DO PROJETO ...................................................................................................... 9

3. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA............................ 10

3.1. Generalidades ............................................................................................................. 10

3.2. Cálculo da capacidade e dimensionamento dos reservatórios ................................... 10

3.3. Dimensionamento das colunas de distribuição .......................................................... 12

3.4. Dimensionamento do barrilete ................................................................................... 17

3.5. Dimensionamento dos ramais .................................................................................... 17

3.6. Dimensionamento dos sub-ramais ............................................................................. 19

3.7. Dimensionamento do encanamento de recalque ........................................................ 19

3.8. Dimensionamento do encanamento de sucção .......................................................... 20

3.9. Dimensionamento do ramal predial ........................................................................... 20

3.10. Dimensionamento do hidrômetro ........................................................................... 20

3.11. Ligação à rede pública (ligação predial) ................................................................ 21

3.12. Escolha da bomba de recalque da água .................................................................. 21

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NORMAS DE PROJETO: NBR 5626:1998; NBR 7198:1993

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4. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA QUENTE .................... 25

4.1. Generalidades ............................................................................................................ 25

4.2. Consumo de água quente ........................................................................................... 25

4.3. Dimensionamento das colunas de distribuição ......................................................... 26

4.4. Dimensionamento do barrilete .................................................................................. 30

4.5. Dimensionamento dos ramais ................................................................................... 31

4.6. Dimensionamento dos sub-ramais............................................................................. 32

4.7. Materiais e equipamentos usados em água quente .................................................... 33

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 34

6. ANEXOS .......................................................................................................................... 35

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Consumo Total Diário ........................................................................................ 10

Tabela 2 - Volume dos reservatórios ................................................................................... 11

Tabela 3 - Dimensões dos reservatórios .............................................................................. 12

Tabela 4 - Peças de utilização e seus pesos (Adaptada de CREDER, 2003) ....................... 12

Tabela 5 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AF1 ............................................... 13

Tabela 6 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AF2 ............................................... 13

Tabela 7 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AF3 ............................................... 14

Tabela 8 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AF4 ............................................... 14

Tabela 9 - Dimensionamento da coluna de distribuição AF1 .............................................. 16

Tabela 10 - Dimensionamento da coluna de distribuição AF2 .............................................. 16

Tabela 11 - Dimensionamento da coluna de distribuição AF3 .............................................. 16

Tabela 12 - Dimensionamento da coluna de distribuição AF4 .............................................. 17

Tabela 13 - Vazão das colunas de distribuição ...................................................................... 17

Tabela 14 - Dimensionamento do barrilete............................................................................ 17

Tabela 15 - Dimensionamento dos ramais da coluna AF1 .................................................... 18

Tabela 16 - Dimensionamento dos ramais da coluna AF2 .................................................... 18

Tabela 17 - Dimensionamento dos ramais da coluna AF3 .................................................... 18

Tabela 18 - Dimensionamento dos ramais da coluna AF4 .................................................... 18

Tabela 19 - Dimensionamento dos sub-ramais ...................................................................... 19

Tabela 20 - Comprimento total na sucção ............................................................................. 22

Tabela 21 - Comprimento total no recalque .......................................................................... 23

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Tabela 22 - Cálculo do consumo diário de água quente ....................................................... 25

Tabela 23 - Peças de utilização e seus pesos (Adaptada de CREDER, 2003) ...................... 27

Tabela 24 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AQ1 .............................................. 27

Tabela 25 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AQ2 .............................................. 27

Tabela 26 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AQ3 .............................................. 28

Tabela 27 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AQ4 .............................................. 28

Tabela 28 - Dimensionamento da coluna de distribuição AQ1 ............................................ 29

Tabela 29 - Dimensionamento da coluna de distribuição AQ2 ............................................ 30

Tabela 30 - Dimensionamento da coluna de distribuição AQ3 ............................................ 30

Tabela 31 - Dimensionamento da coluna de distribuição AQ4 ............................................ 30

Tabela 32 - Vazão das colunas de distribuição ..................................................................... 31

Tabela 33 - Dimensionamento do barrilete ........................................................................... 31

Tabela 34 - Dimensionamento dos ramais da coluna AQ1 ................................................... 31

Tabela 35 - Dimensionamento dos ramais da coluna AQ2 ................................................... 32

Tabela 36 - Dimensionamento dos ramais da coluna AQ3 ................................................... 32

Tabela 37 - Dimensionamento dos ramais da coluna AQ4 ................................................... 32

Tabela 38 - Dimensionamento dos sub-ramais ..................................................................... 32

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A

1. REFERENCIAL TEÓRICO

Alimentador predial: tubulação compreendida entre o ramal predial e a primeira

derivação ou válvula de flutuador do reservatório.

Aparelho Sanitário: Aparelho destinado ao uso de água para fins higiênicos ou para

receber dejetos e/ ou águas servidas.

Automático de Bóia: Dispositivo instalado no interior de um reservatório para

permitir o funcionamento automático da instalação elevatória entre seus níveis

operacionais extremos.

Barrilete: Conjunto de tubulações que se origina no reservatório e do qual se derivam

as colunas de distribuição.

Caixa de descarga: Dispositivo colocado acima, acoplado ou integrado às bacias

sanitárias ou aos mictórios, destinados à reservação de água para suas limpezas.

Caixa de quebra-pressão: Caixa destinada a reduzir a pressão nas colunas de

distribuição.

Coluna de distribuição: Tubulação derivada do barrilete e destinada a alimentar

ramais.

Conjunto elevatório: Sistema para elevação de água.

Consumo diário: Valor médio de água consumida num período de 24 horas em

decorrência de todos os usos do edifício no período.

Dispositivo antivibratório: Dispositivo instalado em conjuntos elevatórios para

reduzir vibrações e ruídos e evitar sua transmissão.

Extravasor: Tubulação destinada a escoar os eventuais excessos de água dos

reservatórios e das caixas de descarga.

Inspeção: Qualquer meio de acesso aos reservatórios, equipamentos e tubulações.

Instalação elevatória: conjunto de tubulações, equipamentos e dispositivos

destinados a elevar a água para o reservatório de distribuição.

Instalação predial de água fria: Conjunto de tubulações, equipamentos, reservatórios

e dispositivos, existentes a partir do ramal predial, destinado ao abastecimento dos

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pontos de utilização de água do prédio, em quantidade suficiente, mantendo a

qualidade da água fornecida pelo sistema de abastecimento.

Interconexão: Ligação, permanente ou eventual, que torna possível a comunicação

entre dois sistemas de abastecimento.

Ligação de aparelho sanitário: Tubulação compreendida entre o ponto de utilização e

o dispositivo de entrada de água no aparelho sanitário.

Limitador de vazão: Dispositivo utilizado para limitar a vazão em uma peça de

utilização.

Nível operacional: Nível atingido pela água no interior da caixa de descarga, quando

o dispositivo da torneira de bóia se apresenta na posição fechada e em repouso.

Nível de transbordamento: Nível atingido pela água ao verter pela borda do aparelho

sanitário, ou do extravasor no caso de caixa de descarga e reservatório.

Quebrador de vácuo: Dispositivo destinado a evitar o refluxo por sucção da água nas

tubulações.

Peça de utilização: Dispositivo ligado a um sub-ramal para permitir a utilização da

água.

Ponto de utilização: Extremidade de jusante de um sub-ramal.

Pressão de serviço: É a pressão máxima a que se pode submeter um tubo, conexão,

válvula, registro ou outro dispositivo, quando em uso normal.

Pressão total de fechamento: Valor máximo de pressão atingido pela água na seção

logo a montante de uma peça de utilização em seguida ao seu fechamento,

equivalendo à soma da sobrepressão de fechamento com a pressão estática na seção

considerada.

Ramal: Tubulação derivada da coluna de distribuição e destinada a alimentar sub-

ramais.

Ramal predial: Tubulação compreendida entre a rede pública de abastecimento e a

instalação predial. O limite entre o ramal predial deve ser definido pelo regulamento

da concessionária de água local.

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Rede predial de distribuição: Conjunto de tubulações constituído de barriletes,

colunas de distribuição, ramais e sub-ramais, ou de alguns destes elementos.

Refluxo: Retorno eventual e não previsto de fluídos, misturas ou substâncias para o

sistema de distribuição predial de água.

Registro de fecho: Registro instalado em uma tubulação para permitir a interrupção

da passagem de água.

Registro de utilização: Registro instalado no sub-ramal, ou no ponto de utilização,

destinado ao fechamento ou regulagem da vazão da água a ser utilizada.

Regulador de vazão: Aparelho intercalado numa tubulação para manter constante sua

vazão, qualquer que seja a pressão a montante.

Reservatório hidropneumático: Reservatório para ar e água destinado a manter sobre

pressão a rede de distribuição predial.

Reservatório inferior: Reservatório intercalado entre o alimentador predial e a

instalação elevatória, destinado a reservar água e a funcionar como poço de sucção

da instalação elevatória.

Reservatório superior: Reservatório ligado ao alimentador predial ou á tubulação de

recalque, destinado a alimentar a rede predial de distribuição.

Retro-sifonagem: Refluxo de águas servidas, poluídas ou contaminadas, para o

sistema de consumo, em decorrência de pressões negativas.

Separação atmosférica: Distância vertical, sem obstáculos e através da atmosfera,

entre a saída de água da peça de utilização e o nível de transbordamento dos

aparelhos sanitários, caixas de descarga e reservatórios.

Sistema de abastecimento: Rede pública ou qualquer sistema particular de água que

abasteça a instalação predial.

Sobrepressão de fechamento: Maior acréscimo de pressão que se verifica na pressão

estática durante e logo após ao fechamento de uma peça de utilização.

Subpressão de abertura: Maior decréscimo de pressão que se verifica na pressão que

se verifica na pressão estática logo após a abertura de uma peça de utilização.

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Sub-ramal: Tubulação que liga o ramal à peça de utilização ou à ligação do aparelho

sanitário.

Torneira de bóia: Válvula com bóia destinada a interromper a entrada de água nos

reservatórios e caixas de descarga quando se atinge o nível operacional máximo

previsto.

Trecho: Comprimento de tubulação entre duas derivações ou entre uma derivação e a

última conexão da coluna de distribuição.

Tubo de descarga: Tubo que liga a válvula ou caixa de descarga à bacia sanitária ou

mictório.

Tubo ventilador: Tubulação destinada à entrada de ar em tubulações para evitar

subpressões nesses condutos.

Tubulação de limpeza: Tubulação destinada ao esvaziamento do reservatório para

permitir a sua manutenção e limpeza.

Tubulação de recalque: Tubulação compreendida entre o orifício de saída da boma e

o ponto de descarga no reservatório de distribuição.

Tubulação de sucção: Tubulação compreendida entre o ponto de tomada no

reservatório inferior e o orifício de entrada da bomba.

Válvula de descarga: Válvula de acionamento manual ou automático, instalada no

sub-ramal de alimentação de bacias sanitárias ou de mictórios, destinada a permitir a

utilização de água para suas limpezas.

Válvula de escoamento unidirecional: válvula que permite o escoamento em uma

única direção.

Válvula redutora de pressão: Válvula que mantém a jusante uma pressão

estabelecida, qualquer que seja a pressão dinâmica a montante.

Vazão de regime: Vazão obtida em uma peça de utilização quando instalada e

regulada para as condições normais de operação.

Volume de descarga: Volume que uma válvula ou caixa de descarga deve fornecer

para promover a perfeita limpeza de uma bacia sanitária ou mictório.

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2. DADOS DO PROJETO

O edifício é comercial e possui quatro pavimentos, sendo três pavimentos “tipo” e o

térreo;

O sistema de abastecimento será indireto por gravidade com reservatório superior e

inferior (SI – G – RS/RI);

Todas as tubulações (Água fria e Água quente) serão de aço galvanizado;

Todos os cálculos seguiram as normas da ABNT e bibliografias que seguem às

normas aferentes;

Todas as tubulações, conexões, registros e demais peças serão da marca TIGRE.

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3. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA

3.1. Generalidades

De acordo com a norma, as instalações prediais de água fria devem ser projetadas e

construídas de modo a:

“Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade suficiente, com

pressões e velocidades adequadas ao perfeito funcionamento das peças de utilização

e dos sistemas de tubulações”;

“Preservar rigorosamente a qualidade de água do sistema de abastecimento”;

“Preservar o máximo conforto dos usuários, incluindo-se a redução dos níveis de

ruído”.

3.2. Cálculo da capacidade e dimensionamento dos reservatórios

O nosso edifício é comercial e o consumo de água é diversicado, haja vista que no

prédio temos escritórios (predominância), auditório, lanchonetes e salão de jogos.

De posse das tabelas 1.1 (CREDER, 2003), 1.2 (CREDER, 2003), obtemos o consumo

médio diário. Dessa forma, temos:

Tabela 1 - Consumo total diário

É recomendável armazenarmos certa quantidade de água para o caso de incêndios, a

recomendação é que a reserva seja de 15 a 20%. Assim, reservaremos 20% do consumo

diário para incêndio, assim:

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Os reservatórios devem armazenar o consumo total de dois dias, além da reserva de

incêndio, assim:

O armazenamento de água deve ser disposto da seguinte forma:

Com essa disposição, temos o armazenamento do reservatório inferior e do

reservatório superior. O armazenamento de água está disposto da seguinte forma:

Tabela 2 - Volume dos reservatórios

O Volume armazenado pelos reservatórios foi obtido após determinarmos as

dimensões do mesmo, vale ressaltar que:

O reservatório superior é dividido em 2 compartimentos iguais, ou seja, cada um

armazena 7 m³.

O volume armazenado é maior que o necessário, condicionante vital para o bom

funcionamento do sistema predial.

A tabela 3 apresenta as dimensões do reservatório inferior e do reservatório superior,

levando em condição a divisão do último. Dessa forma, temos:

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Tabela 3 - Dimensões dos reservatórios

3.3. Dimensionamento das colunas de distribuição

Para o nosso edificio foi verificado que seriam necessárias 4 (Quatro) colunas de

distribuição para o melhor funcionamento do sistema predial, levando em consideração os

critérios técnico e financeiro. As colunas de distribuição foram chamadas de: AF1; AF2;

AF3 e AF4.

As peças de utilização existentes no prédio são apresentadas na tabela 4, já com seus

respectivos pesos:

Tabela 4 - Peças de utilização e seus pesos (Adaptada de CREDER, 2003)

As colunas são dimensionadas por trechos, sendo cada trecho correspondente a cada

pavimento. As colunas AF1, AF2 e AF4 têm 4 (Quatro) trechos e a coluna AF3 têm 3

(três) trechos.

Dessa forma, temos o peso das peças de utilização servidas em cada trecho e

analogamente temos o peso acumulado das peças, da posse desses dados, Entrando no

ábaco 1.5 (CREDER, 2003), obtem-se o diâmetro e a vazão em cada trecho. Assim, temos:

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Tabela 5 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AF1

Tabela 6 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AF2

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Tabela 7 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AF3

Tabela 8 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AF4

Com o diâmetro e a vazão de cada trecho das 4 (Quatro) colunas calculadas, a

velocidade precisa ser verificada, devendo estar dentro do intervalo de 0,6 a 2,5 m/s. As

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pressões também devem ser verificadas pois tanto a falta de, como o excesso podem gerar

problemas ao perfeito funcionamento do sistema predial.

Observação:

Pressão estática máxima: 40 m.c.a.

Pressão dinâmica mínima: 0,5 m.c.a.

A tabela de dimensionamento é a tabela padrão fornecida por CREDER (2003). Na

tabela de dimensionamento, consta:

Peso unitário e acumulado (já calculados);

Vazão (já calculada);

Diâmetro (já calculado), vale ressaltar que, para facilidade na execução do projeto, o

primeiro trecho de todas as colunas tiveram seus diâmetros aumentados para 40 mm (1

1/2”). Tal alteração também auxiliou no quesito pressão (aumentando-a), pois nestes

trechos os valores de pressão se apresentaram muito baixos;

A velocidade é obtida por:

O comprimento real foi obtido através das isométricas da instalação de água fria. O

comprimento equivalente foi obtido também em função das isométricas e com o

auxílio da tabela 1.13(a) (CREDER, 2003). O comprimento total é a soma do real com

o equivalente;

A pressão disponível no primeiro trecho de cada coluna é a distância vertical da altura

d’água do reservatório superior até o final do trecho. A pressão disponível dos demais

trechos é calulada por:

A perda de carga unitária é obtida pela fórmula de Fair_Whipple_Hsiao:

Já a perda de carga total é calculada por:

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A pressão à jusante é calculada por:

De posse dessas informações, apresentamos o dimensionamento de cada coluna. Para a

coluna AF1, temos:

Tabela 9 - Dimensionamento da coluna de distribuição AF1

Para a coluna AF2, temos:

Tabela 10 - Dimensionamento da coluna de distribuição AF2

Para a coluna AF3, temos:

Tabela 11 - Dimensionamento da coluna de distribuição AF3

Para a coluna AF4, temos:

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Tabela 12 - Dimensionamento da coluna de distribuição AF4

3.4. Dimensionamento do barrilete

O barrilete é dimensionado em função das colunas de distribuição abastecidas por cada

trecho do barrilete. O barrilete foi dividido em três trechos. O primeiro trecho (X – Y) é a

saída do reservatório superior (1), o segundo trecho (X’ – Y’) é saída do reservatório

superior (2). Já o terceiro trecho é a horizontal que liga os dois primeiros trechos, para esse

trecho foi adotada a maior vazão entre as vazões dos trechos 1 e 2.

Nas colunas de distribuição, obtemos as seguintes vazões:

Tabela 13 - Vazão das colunas de distribuição

O barrilete foi dimensionado seguindo o método de Hunter. O método sugere que a

perda de carga seja adotada como:

A tabela 14 apresenta o dimensionamento do barrilete.

Tabela 14 - Dimensionamento do barrilete

3.5. Dimensionamento dos ramais

Os ramais foram dimensionados seguindo o método do consumo máximo possível.

Para cada ramal foram computadas as peças de utilização e o somatório dos pesos foi

assim obtido. E, novamente, através do ábaco 1.5 (a), obtemos a vazão e o diâmetro de

cada ramal.

Para os ramais da coluna AF1, temos:

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Tabela 15 - Dimensionamento dos ramais da coluna AF1

Para os ramais da coluna AF2, temos:

Tabela 16 - Dimensionamento dos ramais da coluna AF2

Para os ramais da coluna AF3, temos:

Tabela 17 - Dimensionamento dos ramais da coluna AF3

Para os ramais da coluna AF4, temos:

Tabela 18 - Dimensionamento dos ramais da coluna AF4

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3.6. Dimensionamento dos sub-ramais

Os sub-ramais não necessitam de cálculo para serem dimensionados. A norma fornece

os diâmetros mínimos dos sub-ramias. Dessa forma, conforme as peças de utilização

existentes no nosso edifício, temos:

Tabela 19 - Dimensionamento dos sub-ramais

3.7. Dimensionamento do encanamento de recalque

O encanamento de recalque têm seu diâmetro obtido conforme a fórmula de

Forchheimer.

Sendo:

Q: é a capacidade horária da bomba (20% do consumo diário);

X: é a razão das horas de funcionamento da bomba com a quantidade de horas de um dia

(24).

O consumo diário obtido foi de 14600,61 litros e a bomba funcinará 6 (Seis) horas por

dia.

Dessa forma, obtemos X.

E obtemos também Q.

Com isso, obtemos:

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A

A

A

3.8. Dimensionamento do encanamento de sucção

O encanamento de sucção é sempre um diâmetro comercial acima do encanamento de

sucção, dessa forma, temos:

3.9. Dimensionamento do ramal predial

O ramal predial deve ter um diâmetro de no mínimo 3/4".

A velocidade é considerada como sendo:

A vazão a ser considerada é:

O consumo diário é de 14600,61 litros.

Logo:

O diâmetro é obtido pela fórmula da continuidade, isto é:

Sabemos que:

Trabalhando a fórmula, chegamos em:

3.10. Dimensionamento do hidrômetro

Como o consumo diário é de 14600,61 litros, pela tabela 1.12 (CREDER, 2003),

temos:

A medição do consumo de água será individualizada, de modo que cada um pagará o

que vier a consumir. Assim, cada escritório terá seu própio hidrômetro e este se localizará

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A

A

A

próximo do banheiro. Mas, dessa forma, seria dificil para a concessionária realizar a leitura

nos hidrômetros, pois os mesmo são em locais de dificil acesso.

Devido à essa problemática supra, no nosso edifício será implantada a leitura remota

(ou telemedição). A leitura remota pode ser por diversas maneiras (rádiofrequencia,

telefonia fixa e de celular, TV a cabo, satélite, barramento de campo e outros), a mais

utilizada é a leitura remota por radiofreqüência e é esta que será usada nesse projeto. Com

a leitura remota, a concessionária poderá ler o consumo de todos os escritórios no

pavimento térreo, tornado o processo bem mais prático.

3.11. Ligação à rede pública (ligação predial)

Como o diâmetro do ramal predial foi obtido como sendo de 3/4"e esse valor é menor

que 1 1/4" (valor máximo que permite ligação direta), teremos:

Tipo de ligação predial: Direta.

3.12. Escolha da bomba de recalque da água

Temos que:

E no autoCAD obtemos:

Peças da Sucção:

1 válvula de pé e crivo;

1 cotovelos curtos;

1 registros de gaveta aberto.

Peças da Sucção:

1 válvula de retênção (leve);

6 cotovelos curtos;

1 saída de canalização.

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A

A

A

Cálculo do comprimento na sucção:

Os comprimentos equivalentes das peças foram obtidos nas tabelas 4 e 5 (NB-

92:1980).

Tabela 20 - Comprimento total na sucção

Cálculo da perda de carga na sucção:

A perda de carga é obtida pela fórmula de Fair_Whipple_Hsiao (idem a perda de carga

nas colunas de distribuição):

Q é adotada como 20% do consumo diário, isto é:

Dessa forma, obtemos:

Cálculo da altura manométrica na sucção:

A altura estática (Hs) na sucção (desnível entre o eixo da bomba e a altura d’água do

reservatório inferior é de 2,30 metros.

A altura devida às perdas (Hp) é obtida por:

A altura manométrica (Hm,s) é a soma da estática com a devida às perdas (a parcela

devido à velocidade é desprezível). Assim:

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A

A

A

Cálculo do comprimento no recalque:

Os comprimentos equivalentes das peças foram obtidos nas tabelas 4 e 5 (NB-

92:1980).

Tabela 21 - Comprimento total no recalque

Cálculo da perda de carga no recalque:

A perda de carga é obtida pela fórmula de Fair_Whipple_Hsiao (idem a perda de carga

nas colunas de distribuição):

Q é adotada como 20% do consumo diário, isto é:

Dessa forma, obtemos:

Cálculo da altura manométrica no recalque:

A altura estática (Hr) no recalque (desnível entre o eixo da bomba e a altura d’água do

reservatório superior é de 15,35 metros.

A altura devida às perdas (Hp) é obtida por:

A altura manométrica (Hm,r) é a soma da estática com a devida às perdas (a parcela

devido à velocidade é desprezível). Assim:

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A

A

A

Cálculo da altura manométrica total (Hm):

Cálculo da potência do conjunto moto-bomba:

Será utilizado um conjunto moto-bomba com 1/2 CV de potência.

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A

A

A

4. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA

QUENTE

4.1. Generalidades

As instalações de água quente devem proporcionar:

Garantia do funcionamento de água suficiente, sem ruído, comtemperatura adequada e

sob pressão necessária ao perfeito funcionamento das peças de utilização;

Preservação rigorosa da qualidade da água, respeitando a faixa de temperatura de 35º a

50º.

O abastecimento de água quente será feito em encanamentos separados dos de água

fria e será realizado com o sistema aquecimento central do edifício.

O sistema de distribuição de água quente será descendente, com o aquecedor na

cobertura do edifício.

4.2. Consumo de água quente

O consumo diário de água quente foi obtido seguindo a tabela 1.23 (CREDER, 2003).

Tabela 22 - Cálculo do consumo diário de água quente

Como podemos ver na tabela 22, o consumo diário foi de:

Consumo nas horas de Pico (Peak):

Capacidade do reservatório:

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A

A

A

Capacidade do aquecimento:

Quantidade de calor necessária:

A temperatura ambiente da água é de 20°;

A temperatura da água será elevada para 60°, em uma hora;

O calor especifico da água é 1 kcal/(kg.°C);

E a massa de água a ser aquecida é 465,91 l.

O aquecedor tem um rendimento de 80%.

A energia consumida é de:

4.3. Dimensionamento das colunas de distribuição

Para o nosso edificio foi verificado que seriam necessárias 4 (Quatro) colunas de

distribuição para o melhor funcionamento do sistema predial, levando em consideração os

critérios técnico e financeiro. As colunas de distribuição foram chamadas de: AQ1; AQ2;

AQ3 e AQ4.

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A

A

A

As peças de utilização existentes no prédio são apresentadas na tabela 23, já com seus

respectivos pesos:

Tabela 23 - Peças de utilização e seus pesos (Adaptada de CREDER, 2003)

As colunas são dimensionadas por trechos, sendo cada trecho correspondente a cada

pavimento. As colunas AQ1, AQ2 e AQ4 têm 4 (Quatro) trechos e a coluna AQ3 têm 3

(três) trechos.

Dessa forma, temos o peso das peças de utilização servidas em cada trecho e

analogamente temos o peso acumulado das peças, da posse desses dados, Entrando no

ábaco 1.5 (CREDER, 2003), obtem-se o diâmetro e a vazão em cada trecho. Assim, temos:

Tabela 24 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AQ1

Tabela 25 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AQ2

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A

A

A

Tabela 26 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AQ3

Tabela 27 - Diâmetro e vazão de cada trecho da coluna AQ4

Com o diâmetro e a vazão de cada trecho das 4 (Quatro) colunas calculadas, a

velocidade precisa ser verificada, devendo estar dentro do intervalo de 0,6 a 2,5 m/s. As

pressões também devem ser verificadas pois tanto a falta de, como o excesso podem gerar

problemas ao perfeito funcionamento do sistema predial.

Observação:

Pressão estática máxima: 40 m.c.a.

Pressão dinâmica mínima: 0,5 m.c.a.

Na tabela de dimensionamento consta:

Peso unitário e acumulado (já calculados);

Vazão (já calculada);

Diâmetro (já calculado), vale ressaltar que, para facilidade na execução do projeto, o

primeiro trecho de todas as colunas tiveram seus diâmetros aumentados para 32 mm (1

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A

A

A

1/4”). Tal alteração também auxiliou no quesito pressão (aumentando-a), pois nestes

trechos os valores de pressão se apresentaram muito baixos;

A velocidade é obtida por:

O comprimento real foi obtido através das isométricas da instalação de água quente. O

comprimento equivalente é obtido de forma simples:

A pressão disponível no primeiro trecho de cada coluna é a distância vertical da altura

d’água do reservatório superior até o final do trecho. A pressão disponível dos demais

trechos é calulada por:

A perda de carga é obtida por:

A pressão à jusante é calculada por:

De posse dessas informações, apresentamos o dimensionamento de cada coluna. Para a

coluna AQ1, temos:

Tabela 28 - Dimensionamento da coluna de distribuição AQ1

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A

A

A

Para a coluna AQ2, temos:

Tabela 29 - Dimensionamento da coluna de distribuição AQ2

Para a coluna AQ3, temos:

Tabela 30 - Dimensionamento da coluna de distribuição AQ3

Para a coluna AQ4, temos:

Tabela 31 - Dimensionamento da coluna de distribuição AQ4

4.4. Dimensionamento do barrilete

O barrilete é dimensionado em função das colunas de distribuição abastecidas por cada

trecho do barrilete. O barrilete foi dividido em três trechos. O primeiro trecho (M – N) é a

saída do reservatório superior (1), o segundo trecho (M’ – N’) é saída do reservatório

superior (2). Já o terceiro trecho é a horizontal que liga os dois primeiros trechos, para esse

trecho foi adotada a maior vazão entre as vazões dos trechos 1 e 2.

Nas colunas de distribuição, obtemos as seguintes vazões:

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A

A

A

Tabela 32 - Vazão das colunas de distribuição

O barrilete foi dimensionado seguindo o método de Hunter. O método sugere que a

perda de carga seja adotada como:

A tabela 33 apresenta o dimensionamento do barrilete.

Tabela 33 - Dimensionamento do barrilete

4.5. Dimensionamento dos ramais

Os ramais foram dimensionados seguindo o método do consumo máximo possível.

Para cada ramal foram computadas as peças de utilização e o somatório dos pesos foi

assim obtido. E, novamente, através do ábaco 1.5 (a), obtemos a vazão e o diâmetro de

cada ramal.

Para os ramais da coluna AQ1, temos:

Tabela 34 - Dimensionamento dos ramais da coluna AQ1

Para os ramais da coluna AQ2, temos:

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A

A

A

Tabela 35 - Dimensionamento dos ramais da coluna AQ2

Para os ramais da coluna AQ3, temos:

Tabela 36 - Dimensionamento dos ramais da coluna AQ3

Para os ramais da coluna AQ4, temos:

Tabela 37 - Dimensionamento dos ramais da coluna AQ4

4.6. Dimensionamento dos sub-ramais

Os sub-ramais não necessitam de cálculo para serem dimensionados. A norma fornece

os diâmetros mínimos dos sub-ramias. Dessa forma, conforme as peças de utilização

existentes no nosso edifício, temos:

Tabela 38 - Dimensionamento dos sub-ramais

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A

A

A

4.7. Materiais e equipamentos usados em água quente

Prescrições da NBR 7198:1982:

Tubos, conexões, registros, válvulas e torneiras:

Os tubos, as conexões, os registros, as válvulas e torneiras são de aço galvanizado.

Aquecedores e reservatórios:

O aquecedor é de aço galvanizado revestido internamente de cobre. O aquecedor e o

reservatório de água quente são providos de isolação térmica adequada.

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5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 5626 –

Instalação predial de água fria, Rio de Janeiro: 1998.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 7198 –

Projeto e execução de instalações prediais de água quente, Rio de Janeiro: 1993.

Notas de aula da professora Drª. Ofélia de Lira Carneiro Silva da disciplina Instalações

Prediais.

CREDER, H. Instalações hidráulicas e sanitárias. Editora: Livros Técnicos e Científicos

(LTC). 5ª edição: 2003.

CREDER, H. Instalações hidráulicas e sanitárias. Editora: Livros Técnicos e Científicos

(LTC). 6ª edição: 2009.

MACINTYRE, A. J. Manual de instalações hidráulicas e sanitárias. Editora: Livros

Técnicos e Científicos (LTC). Rio de Janeiro: 1990.

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A

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6. ANEXOS