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INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E PREDIAIS
Professor: Eng° Civil Diego Medeiros Weber.
ÁGUA FRIA
CONCEITOS FUNDAMENTAISFORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA
Força aplica sobre uma área é igual a pressão (P=F/A)
CONCEITOS FUNDAMENTAISFORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA
Qual dos recipientes possui maior pressão sobre o fundo?
CONCEITOS FUNDAMENTAISFORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA
PRINCÍPIO DOS VASOS COMUNICANTES
CONCEITOS FUNDAMENTAISFORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
CONCLUSÃO - A pressão que a água exerce sob umasuperfície qualquer (no nosso caso, o fundo e as paredes docopo) só depende da altura do nível da água até essasuperfície. É o mesmo que dizer: A pressão não depende dovolume de água contido em um tubo, e sim da altura
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
MEDIDAS DE PRESSÃO
• Kgf/cm²;• Pa = N/m²;• M.c.a (Metros de coluna d’água).
RELAÇÃO
• 1 Kg/cm²;• 100.000 Pa = N/m²;• 10 M.c.a.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
MEDIDAS DE PRESSÃO
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
MEDIDAS DE PRESSÃO
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
TIPOS DE PRESSÕES A SEREM COSIDERADAS NAS INSTALAÇÕES PREDIAIS
• PRESSÃO ESTÁTICA;
•PRESSÃO DINÂMICA;•PRESSÃO DE SERVIÇO.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
PRESSÃO ESTÁTICA: Pressão da água quando ela estáparada dentro da tubulação. O seu valor é medido pela alturaque existe entre, por exemplo, o chuveiro e o nível da água noreservatório superior.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
PRESSÃO ESTÁTICA
NBR 5626 - 1998: Pressão estática deve ser menor que 40m.c.a.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
PRESSÃO DINÂMICA: É a pressão verificada quando aágua está em movimento, que pode ser medida tambématravés de um manômetro. Esta pressão depende do traçadoda tubulação e os diâmetros adotados para os tubos. O seuvalor é a pressão estática menos as perdas de carga distribuídae localizada.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
PRESSÃO DE SERVIÇO: Esta representa a pressãomáxima que podemos aplicar a um tubo, conexão, válvula ououtro dispositivo, quando em uso norma. Neste caso, citamoso seguinte trecho da norma NBR5626: “O fechamento dequalquer peça de utilização não pode provocar sobre-pressãoem qualquer ponto da instalação que seja maior que 20 m.c.a.acima da pressão estática nesse ponto”.
Isto quer dizer que a pressão de serviço não deveultrapassar a 60 m.c.a. pois é o resultado da máxima pressãoestática (40.m.c.a.) somada a máxima sobre-pressão(20m.c.a.).
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
PERDA DE CARGA
As colisões entre as partículas com as paredes dos tubos,dificultam o escoamento da água, o que gera a perda deenergia. Podemos dizer então que “o líquido perde pressão”ou seja: “houve perda de carga”.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
PERDA DE CARGA
DISTRIBUÍDA: É aquela que ocorre ao longo datubulação, pelo atrito da água com as paredes do tubo.Quanto maior o comprimento do tubo, maior será a perda decarga. Quanto menor o diâmetro, maior também será a perdade carga;
LOCALIZADA: Nos casos em que a água sofre mudançasde direção como por exemplo nos joelhos, reduções, tês,ocorre ali uma perda de carga chamada de “localizada”. Isto éfácil de entender se pensarmos que nestes locais, há umagrande turbulência concentrada, a qual aumenta os choquesentre as partículas da água.
MATERIAIS E COMPONENTES
1. AÇO CARBONO GALVANIZADO;
2. COBRE;
MATERIAIS E COMPONENTES
3. FERRO FUNDIDO GALVANIZADO;
4. LIGA DE COBRE;
MATERIAIS E COMPONENTES
5. POLIETER REFORÇADO COM FIBRA DE VIDRO;
6. POLIETILENO;
MATERIAIS E COMPONENTES
7. PVC RÍGIDO;
8. FIBROCIMENTO;
MATERIAIS E COMPONENTES
9. CONCRETO;
10. IMPERMEABILIZANTES;
PROJETO
DEFINIÇÕES
Água Fria: Água à temperatura dada pelas condições
do ambiente.
Água Potável: Água que atende ao padrão de
potabilidade determinado pela Portaria nº 36 do Ministério
da Saúde.
Instalação Predial de Água Fria: Sistema composto
por tubos, reservatórios, peças de utilização, equipamentos
e outros componentes, destinado a conduzir água
fria da fonte de abastecimento aos pontos de utilização.
RESPONSABILIDADE TÉCNICA
O projeto de instalações prediais de água fria deve serelaborado por projetista com formação profissional de nívelsuperior, legalmente habilitado e qualificado.
NORMA PERTINENTE
NBR 5626:1998 – Instalação predial de água fria.
REQUISITOS A SEREM ATENDIDOS
1. Preservar a potabilidade da água;2. Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em
qualidade adequada e com pressões e velocidadescompatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhossanitários, peças de utilização e demais componentes;
3. Possibilitar manutenção fácil e econômica;4. Evitar níveis de ruído inadequados a ocupação do
ambiente;5. Proporcionar conforto aos usuários, prevendo peças de
utilização adequadamente localizadas, de fácil operação,com vazões satisfatórias e atendendo as demais exigênciasdo usuário.
ETAPAS DE UM PROJETO
1. Concepção do projeto;
2. Determinação das vazões;
3. Dimensionamento;
4. Detalhamento.
• Características do consumo predial (volumes, vazõesmáximas e médias, características da água, Etc;
• Características da oferta de água (disponibilidade de vazão,faixa de variação das pressões, constância do abastecimento,características da água, etc;
• Necessidades de reservação, inclusive para combate aincêndio;
• No caso de captação local de água, as características daágua, a posição do nível do lençol subterrâneo e a previsãoquanto ao risco de contaminação.
CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES
1. PRESSÃO;
• Sobrepressão < 20m.c.a (200KPa);• Pressão estática < 40m.c.a (400KPa);• Pressão mínima de serviço > 0,5m.c.a (5KPa).
2. VELOCIDADE;
• Velocidade máxima: 14√D ou 2,5m/s; (Evitar Ruídos)• Velocidade mínima: Nada se recomenda.
CONSIDERAÇÕES GERAIS
1. SISTEMA DIRETO;
SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
cavalete
rede pública
2. SISTEMA INDIRETO;
SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
cx.água
cavalete
rede pública
2. SISTEMA INDIRETO;
SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
cx.água
cavalete
rede públicacx. água inferior
Bomba
boia
2. SISTEMA MISTO;
SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
cx.água
cavalete
rede pública
Rede Pública
Ramal Predial
Cavalete
Hidrômetro
Conjunto Moto-Bomba
Conjunto de Recalque
Tubo de Recalque
Ramais de Distribuição
Reservatório Superior
Barrilete
Coluna de Distribuição
Dreno
Extravasor
ou Ladrão
ChaveBóia
Ramais de Distribuição
Ramais de Distribuição
Reservatório Inferior
AlimentadorPredial
Tubo de Sucção
CONSUMO MÉDIO DIÁRIO (CD);
Este valor é utilizado no dimensionamento do ramal predial, hidrômetro, ramal de alimentação, conjunto moto-bomba para recalque e reservatórios.
A estimativa deste volume é feita com a utilização do consumo "per capita" para diferentes tipos de ocupações atribuídas à edificação.
ESTIMATIVA DE CONSUMO
Tipo da Edificação UnidadeConsumo
(litro / dia)
Apartamento capital 200
Apartamento Luxo dormitório 300 - 400
Quarto empregada 200
Residência Luxo capital 300 - 400
Residência Médio Valor capital 150
Residência Popular capital 120 - 150
Alojamento Provisório Obra capital 80
Apartamento de Zelador capital 600 - 1000
Edifício de Escritório ocupante real 50 - 80
Escola - Internato capital 150
Escola - Externato aluno 50
Escola - Semi Internato aluno 100
Hospital e Casa de Saúde leito 250
Hotel c/ Cozinha, Lavanderia hóspede 250 - 350
Hotel s/ Cozinha, Lavanderia hóspede 120
Lavanderia Kg roupa seca 30
Quartel soldado 150
Cavalaria cavalo 100
Restaurante refeição 25
Mercado m2 de área 5
Garagem e Posto de Serviço automóvel 100
Rega de Jardim m2 de área 1,5
Cinema e Teatro lugar 2
Igreja lugar 2
Ambulatório capita 25
Creche capita 50
Fábrica - Uso Pessoal operário 70 - 80
Fábrica c/ Restaurante operário 100
Usina de Leite litro de leite 5
Matadouro grande animal 300
pequeno animal 150
Extraído de Macintyre, A.J. - Instalações Hidráulicas - Rio de Janeiro, Guanabara Dois, 1982.
TEMOS:
CD = P x Consumo per-capita
onde:P = população ocupante da edificação.
ESTIMATIVA DE CONSUMO
A população ocupante poderá ser calculada utilizando osseguintes critérios:
1o critério: 5 pessoas por unidade residencial, caso deresidência térrea;2o critério: 2 pessoas por dormitório + 1 pessoa por dormitóriode empregada, em caso de prédios de apartamentos;
ESTIMATIVA DE CONSUMO
3o critério: Baseado em lotação máxima de ocupação dasedificações, como segue:
• Escritório: 1 pessoa / 9 m2
• Lojas: 1 pessoa / 3 m2
• Depósitos: 1 pessoa / 10 m2
• Oficinas: 1 pessoa / 9 m2
• Hotéis: 1 pessoa / 15 m2
• Hospitais e consultórios: 1 pessoa / 15 m2
• Escolas: 1 pessoa / 15 m2
ESTIMATIVA DE CONSUMO
Dados: Um edifício residencial de apartamento:
• N0 de pavimentos: 8• N0 de apartamento por andar: 2• N0 de dormitórios por apartamento: 2
ESTIMATIVA DE CONSUMO
CD = P x 200 l / dia
A população é estimada através do 2o critério, resultando em:
P = 8 andares X 2 apto p/ andar X 2 Dorm. p/ apto X 2 Hab. p/ dorm.
P = 64 pessoasentão:
CD = 64 x 200 = 12.800 l /dia
ESTIMATIVA DE CONSUMO
Rede Pública
Ramal Predial
Cavalete
Hidrômetro
Conjunto Moto-Bomba
Conjunto de Recalque
Tubo de Recalque
Ramais de Distribuição
Reservatório Superior
Barrilete
Coluna de Distribuição
Dreno
Extravasor
ou Ladrão
ChaveBóia
Ramais de Distribuição
Ramais de Distribuição
Reservatório Inferior
AlimentadorPredial
Tubo de Sucção
RAMAL PREDIAL E CAVALETE
Características:
• Diâmetro mínimo da ligação é 3/4"(20mm) para residências e pequenos edifícios;
• A velocidade média da água no alimentador predial deverá estar entre 0,60 m/s e 1.0 m/s, segundo a norma NBR 5626.
RAMAL PREDIAL E CAVALETE
Utilizando os dados do exemplo, tem-se:
QR = 0,148 l/s
Aplicando a continuidade (Q=V.A),o diâmetro poderá ser calculado então por:V = 0,60 m/s
RP = 0,018 m = 3/4" ou 20 mm (Usualmente 25mm)O hidrômetro e o cavalete serão do mesmo diâmetro do.alimentador predial
RAMAL PREDIAL E CAVALETE
86400
CDQR
Vr
QRRP
4
Normalmente, reserva-se no mínimo, o equivalente aoconsumo diário (CD), mas é recomenda pela norma NBR -5626, volume de reservação (VT) entre 1 ≤ CD ≤ 3. Alémdisto, deve-se reservar água para combater incêndio.
A distribuição normal de volume de armazenamento recomendada é:
Rs = 2/5 VT 40%Ri = 3/5 VT 60%
A reserva de incêndio deverá ser armazenada, na suatotalidade, somente em um dos reservatórios.
Se após a divisão, a capacidade de reservação em cadareservatório ultrapassar 5m3, o reservatório deve sercompartimentado em pelo menos duas câmaras.
DIMENSIONAMENTO DE RESERVATÓRIOS
Dimensionamento dos Reservatórios, utilizando osdados do exemplo:
Para CD = 12.800 l, armazenando 1,5 CD, tem-se:
Volume de reservação: 1,5 x CD = 19.200 l
Este volume dividido nos reservatórios, obtém-se: Rs = 2/5 x 19.200 = 7.680 lRi = 3/5 x 19.200 = 11.520 l
Os valores acima calculados são os volumes úteis deoperação dos reservatórios. A eles devem ser somados areserva de incêndio e/ou volume de limpeza.
DIMENSIONAMENTO DE RESERVATÓRIOS
Respeitando as áreas previstas ou livres no projetoarquitetônico da edificação, pode-se calcular:
Volume por compartimento: 11.520/2 = 5.760 l.
Como não há restrição de dimensão na planta de sub-solo, adota-se as seguintes dimensões:Largura = 2,95 m Comprimento = 2,50 m
Altura útil do reservatório, hutil:
RESERVATÓRIO INFERIOR
márea
vol
xhutil 78,0
50,295,2
76,5
Adotando uma altura de limpeza para acumulo delodo de Hvar = 0,12 m para evitar a entrada de impurezas doreservatório no sistema de distribuição.
RESERVATÓRIO INFERIOR
RESERVATÓRIO INFERIOR
Valvula
de Retenção
Registro de Gaveta
Conjunto
de Recalque
Reservatório Inferior
Valvula de Pée Crivo
Alimentador Predial
Aberturas para Inspeção
BoiaBoia
RESERVATÓRIO INFERIOR
0,60 0,60
0,60
0,10 B
0,10 B 0,10
0,10
L
0,10
BoiaBoia
Valvula de péValvula de pé
e crivoe crivo
DrenoDrenoEstravasorEstravasor
Projeção da inspeçãoProjeção da inspeção
Alimentador predial
Sucção Sucção
RESERVATÓRIO INFERIOR
Boia
Inspeção
Extravasor
Sucção
R.G.
Dreno
Valv.pé e crivo
Volume útil
Nível max.
Nível min.
Reserva de incêndio/ limpeza
>0,15
<0,05 >0,05
H
Hvar
Alimentador
Canaletade limpeza
0,10
0,10
Das plantas e dos cortes da edificação pode-sedimensionar o Rs, o calculo da altura útil de armazenamento,hútil, para um volume de 3,84 m3 por câmara e dimensões de2,50 m de comprimento por 1,40 m de largura, tem-se:
RESERVATÓRIO SUPERIOR
mx
hutil 10,140,150,2
840,3
Considerando todo volume de reserva de incêndioarmazenada somente no Rs, estimado em torno de 15.000l(calculo deste volume será feito quando tratarmos deinstalações prediais de combate a incêndio), tem-se altura dareserva de incêndio, hinc, :
R.s. = 15.000/2 = 7.500 l
RESERVATÓRIO SUPERIOR
mx
hinc 14,240,150,2
50,7
RESERVATÓRIO SUPERIOR
0,10
0,60
0,60
0,60
L 0,10
0,10
0,10
0,10
b
bDISTRIBUIÇÃO
INCÊNDIO DRENO
EXTRAVASOR
EXTRAVASOR
DRENO
DISTRIBUIÇÃO
INCÊNDIO
INSPEÇÃO
INSPEÇÃO
BOIA
BOIA
R,G,
R,G,
RECALQUE
RESERVATÓRIO SUPERIOR
>0,15>0,05<0,05
0,10 0,100,10 0,10
0,10
0,10
Hutil
Hvar
VOLUME ÚTIL
LIMPEZA / INCÊNDIO
INCÊNDIO DISTRIBUIÇÃO DRENO
EXTRAVASOR
INSPEÇÃO
RECALQUE
R.G.
R.G. R.G. R.G.
0,10
BOIA(Chave Automática)
BOIA(Chave Automática)
Nível Máximo de Operação
Nível Mínimo de Operação
DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES
DRENO: A tubulação de drenagem dos reservatórios devem
ser calculados levando em consideração o tempo máximo
de esvaziamento de 2 horas, através das seguintes equações:
h
t
AS
850.4
4SD
DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES
DRENO RESERVATÓRIO INFERIOR (RI):
90,0
2850.4
50,295,2 xS
ht
AS
850.4
4SD
44^1021,7 xD
S = 7,21x10-4 m2
D = 0,030m, adotar diâmetro comercial acima, D = 32mm.
DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES
DRENO RESERVATÓRIO SUPERIOR (RS):
h
t
AS
850.4
4SD
44^1050,6 xD
S = 6,50x10-4 m2
D = 0,029m, adotar diâmetro comercial acima, D = 32mm..
25,3
2850.4
40,150,2 xS
DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES
EXTRAVASOR:
Normalmente adota-se um diâmetro comercial acima
dos alimentadores dos reservatórios. Então tem-se:
para R.I. D = 32 mm, e,
para R.S. D = 32 mm(ver calculo do recalque).