Aula 10 Hidraulica_30_ABR

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AULA 10 Instalaes Hidrulicas

30/05/13

DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE E COLUNA DE GUA FRIA PARA EDIFCIOSEm um edifcio existe o barrilete de distribuio de gua e o barrilete de incndio. A tomada d'gua do barrilete de distribuio alta, resguardando a reserva de incndio. Mesmo que a gua acabe e que s tenha a gua do reservatrio superior, o edifcio nunca vai consumir a gua destinada ao combate de incndio. J a sada do reservatrio para alimentar o barrilete de incndio feita rente ao fundo. Em caso de incndio, toda a gua do reservatrio superior poder ser usada para combate ao fogo, tendo no mnimo, o volume da reserva de incndio. Aps a sada do reservatrio existe uma Vlvula de reteno que impede que a gua dos hidrantes retorne ao reservatrio, pois a tubulao ligada em uma vlvula no passeio do edifcio e em caso de incndio, os bombeiros podem ligar um caminho tanque com bomba que vai recalcar mais gua na coluna dos hidrantes. Essa gua deve sair nos hidrantes e no retornar ao reservatrio.

Figura - Exemplo tpico de barrilete em um edifcio

Foto de um barrilete de distribuio

Na sada do reservatrio existem os registros de gaveta destinados manuteno das clulas e nas sadas do barrilete, cada coluna de gua-fria tambm possui um registro de gaveta que tambm dever ser acionado em caso de manuteno. a) Colunas de gua-fria Pelo mtodo tradicional de projeto, em um edifcio de apartamentos, cada apartamento pode ter vrias colunas de alimentao. Como temos banheiro sobre banheiro, cozinha sobre cozinha e rea de servio sobre rea de servio, cada ambiente ou conjuntos prximos de ambientes podem possuir colunas independentes.

Esse sistema de distribuio atravs de colunas independentes por ambientes, inviabiliza ou, no mnimo, dificulta muito a medio individual de gua e faz com que o consumo de gua no edifcio seja rateado entre todos os moradores e cobrado na taxa de condomnio. Um apartamento que tem um nico morador paga o mesmo que outro apartamento que tem uma famlia de 5 pessoas.

Para dificultar ainda mais a situao, a Sabesp instala um nico hidrmetro por edifcio e deixa a cargo do condomnio o rateio do consumo. Para fazermos a instalao de hidrmetros individuais nos apartamentos, no podemos mais ter vrias colunas atendendo um apartamento, pois se queremos fazer uma medio individual, o apartamento ter uma nica entrada para o abastecimento de todos os ambientes. Um edifcio com quatro apartamentos por andar, por exemplo, ter somente quatro colunas de guafria com um hidrmetro em cada apartamento. A partir do hidrmetro que ser feita a distribuio para todos os ambientes do apartamento atravs de tubulaes horizontais. Conceito totalmente diferente do anterior.

b) Exemplo de Dimensionamento de Colunas de gua-fria Vamos tomar como exemplo o apartamento mostrado acima que possui 10 andares e 4 apartamentos por andar. Vo existir ento 4 colunas de gua-fria, sendo 3 colunas atendendo 10 apartamentos e 1 coluna atendendo 10 apartamentos mais o apartamento do zelador que est localizado no pavimento trreo. Chamaremos de AF1, AF2 e AF3 as colunas que atendem 10 apartamentos e de AF4 a coluna que atende 10 apartamentos mais o zelador.

b) Pr-dimensionamento das colunas AF1, AF2 e AF3 Antes de dimensionar a coluna com 10 apartamentos, vamos dimensionar um apartamento. Cada apartamento possui 2 banheiros, uma cozinha e uma rea de servio e como todos os outros 9 apartamentos so iguais, podemos somar todos os pesos Equipamentos por apto. chuveiros lavatrios caixas de descarga pia de cozinha ponto de filtro tanque mquina de lavar roupa quantidade 2 2 2 1 1 1 1 Peso relativo 0,4 0,3 0,3 0,7 0,1 0,7 1,0 TOTAL (peso) Total 0,8 0,6 0,6 0,7 0,1 0,7 1,0 4,5

Para dimensionar a coluna s fazer a somatria de pesos por andar. No 1 andar a coluna s vai atender 1 apartamento, somatria de peso 4,50. No 2 andar a coluna ter que atender os apartamentos do 1 e do 2 andar, somatria de peso 9,00 e assim por diante at chegar no 10 andar quando a coluna ter que atender todos os 10 apartamentos abaixo com somatria de pesos 45,00 (10 vezes 4,50). A partir das somatrias de peso, s aplicar o baco para determinar os dimetros dos trechos: Andar 10o. 9o. 8o. 7o. 6o. 5o. 4o. 3o 2o 1o. Trreo Trechos B-C C-D D-E E-F F-G G-H H-I I-J J-K K-L Somatria de pesos 45,00 40,50 36,00 31,50 27,00 22,50 18,00 13,50 9,00 4,50 DN (mm) das colunas AF1, AF2 e AF3 40 32 32 32 32 32 32 25 25 25 -

c) Pr-dimensionamento da coluna AF4 A coluna AF4 possui os mesmos equipamentos das colunas AF1, AF2 e AF3, mais o apartamento do zelador no pavimento trreo. Para o apto do zelador,

vamos determinar um banheiro, um dormitrio, uma cozinha e uma rea de servio, conforme a tabela a seguir: Equipamentos apto. zelador chuveiro lavatrio caixa de descarga pia de cozinha ponto de filtro tanque mquina de lavar roupa quantidade 1 1 1 1 1 1 1 Peso relativo 0,4 0,3 0,3 0,7 0,1 0,7 1,0 TOTAL (peso) Logo, o pr-dimensionamento da coluna AF4 ser a seguinte: Andar 10o. 9o. 8o. 7o. 6o. 5o. 4o. 3o 2o 1o. Trreo Trechos B-C C-D D-E E-F F-G G-H H-I I-J J-K K-L L-M Somatria de pesos 48,50 44,00 39,50 35,00 30,50 26,00 21,50 17,00 12,50 8,00 3,50 DN (mm) das coluna AF4 40 32 32 32 32 32 32 32 25 25 25 Total 0,4 0,3 0,3 0,7 0,1 0,7 1,0 3,50

d) Pr-dimensionamento do barrilete Para determinar o dimetro do barrilete, vamos precisar da somatria de pesos das quatro colunas de gua-fria, AF1, AF2, AF3 e AF4 Coluna AF1 AF2 AF3 AF4 TOTAL Somatria de Peso 45,00 45,00 45,00 48,50 183,50

A partir da somatria total de pesos, podemos determinar a vazo (Q) utilizando o baco. Q = 4,06 l/s Mas, considerando que o reservatrio superior dividido em duas clulas, adotamos que cada clula fornece metade da vazo total calculada (Qb = Vazo do barrilete) Qb = Q / 2 Qb = 4,06 / 2 Qb = 2,03 l/s No mtodo de dimensionamento adota-se uma perda de carga admissvel de 8% no barrilete, isto , J = 0,08 m/m Aplicando a vazo calculada (Qb) de 2,03 l/s e a perda de carga unitria (J) de 0,08 no baco de Fair-Whipple-Hsiao, temos o pr-dimensionamento do barrilete. DN = 40 mm e v = 1,7 m/s No entanto, tambm podemos adotar um DN = 50 mm para diminuir a velocidade e perda de carga. Para um dimetro de 50 mm, a velocidade cair para 1,1 m/s e a perda de carga para aproximadamente 0,03 m/m. DN adotado para o barrilete = 50 mm

2.4. Determinao das perdas de carga e da presso dinmica no ltimo andar e nos demais andares

Vamos criar uma tabela para calcular a Presso Dinmica em todos os andares. Em um edifcio podemos ter 2 problemas: Presso dinmica baixa no ltimo andar e presso dinmica maior que 40 m.c.a. nos andares inferiores. Se a presso dinmica for maior que 40 m.c.a. em andares inferiores, teremos que incluir no projeto uma vlvula redutora de presso que pode ficar a partir do andar em que isso ocorre ou ser instalada no primeiro subsolo da edificao.

Tabela de Clculo de Presso na Coluna de gua-fria AF1comprimentos trecho Vazo DN veloc. (l/s) (mm) (m/s) CR (m) unitrio acumulado 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 45,00 40,50 36,00 31,50 27,00 22,50 18,00 13,50 9,00 4,50 2,01 1,91 1,80 1,68 1,56 1,42 1,27 1,10 0,90 0,64 40 32 32 32 32 32 32 25 25 25 Pesos CE (m) perda de carga Presso a jusante (mca) 4,76 7,03 9,34 11,75 14,25 16,84 19,52 21,74 24,28 26,96

Presso disponvel CT (mca) unitria total (m) (J) (hf) 6,20 7,91 10,18 12,49 14,90 17,40 19,99 22,67 24,89 27,43 0,07 0,19 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,23 0,15 1,44 0,88 0,84 0,74 0,65 0,56 0,47 0,93 0,61

B-C C-D D-E E-F F-G G-H H-I I-J J-K K-L

1,55 6.11 14,40 20,51 2,40 3.15 1,50 2,25 3.15 1,50 2,10 3.15 1,50 2,00 3.15 1,50 1,80 3.15 1,50 1,60 3.15 1,50 2,20 3.15 0,90 1,80 3.15 0,90 1,25 3.15 2,40 4,65 4,65 4,65 4,65 4,65 4,65 4,05 4,05 5.55

0,085 0,47

Trechos B-C com DN=40 mm Comprimento Real: 0,80 + 2,31 + 3,00 CR = 6,11 m Comprimentos Equivalentes de T de sada lateral - 7,30 Registro de Gaveta - 0,70 2 joelhos de 90 - 6,40 CE = 7,30 + 0,70 + 6,40 CE = 14,40 m C-D = D-E = E-F = F-G = G=H = H-I com DN = 32 mm Comprimento Real: CR = 3,15 m Comprimentos Equivalentes T de passagem direta- 1,50 CE = 1,50

I-J = J-K com DN = 25 mm Comprimento Real: CR = 3,15 m Comprimentos Equivalentes T de passagem direta- 0,90 CE = 0,90 K-L com DN = 25 mm Comprimento Real: CR = 3,15 m Comprimentos Equivalentes Joelho de 90. - 1,50 T de passagem direta- 0,90 CE = 2,40 m 2.4.1. - Concluso: A presso dinmica no ltimo andar de 4,76 m.c.a. Se for instalado um aquecedor de passagem na rea de servio, ao lado da entrada de gua da unidade residencial, a presso dinmica suficiente para acion-lo, porm a perda de carga dentro dele muito grande e com certeza a presso resultante no ser suficiente para chegar at o ltimo chuveiro (a distncia muito grande e com certeza a perda de carga ser proporcional). Tudo isso teria que ser calculado conforme j foi mostrado anteriormente. A presso dinmica no primeiro andar de 26,96 m.c.a. bem distante da presso mxima de servio que de 40 m.c.a.

Se a presso fosse maior que 40 m.c.a. seria necessrio instalar uma vlvula redutora de presso:

Figura A - Vlvula redutora de presso situada em andar intermedirio

Figura B- Vlvula redutora de presso situada no Sub-solo

Foto 1 - Vlvula redutora de presso situada no sub-solo de um edifcio de 18 andares

Foto 2 - Proteo da Estao Redutora de Presso

INSTALAES DE GUA QUENTEO sistema de gua quente em uma edificao separado do sistema de guafria. A gua quente deve chegar a todos os pontos de consumo desejados com temperatura e presso adequadas para o funcionamento dos equipamentos (chuveiros, misturadores de lavatrios, de pias, etc.).TEMPERATURA ADEQUADA

A temperatura mnima com que a gua quente deve ser fornecida depende do uso a que se destina. Nos pontos de consumo poder ser feita uma dosagem com gua fria, para obter temperaturas menores. Hospitais e laboratrios: Lav