Rede Predial de Água

TECNOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES

2007/2008

Grupo: Luís Miguel Rodrigues Freitas N.º 1000392 ([email protected]) Raul Leandro Gomes da Silva N.º 1030276 Nuno Filipe Alves N.º 1031036

2

ÍNDICE

1. Desenvolvimento Histórico e Tecnológico ......................................................................................3

2. Sistemas de Alimentação ..................................................................................................................5

3. Elementos e Acessórios de Rede ....................................................................................................7

4. Traçado da Rede e Disposições Construtivas ..............................................................................19

5. Verificações e ensaios.....................................................................................................................21

6. Instalações de Produção de Água Quente ....................................................................................22

7. Cálculo Hidráulico ...........................................................................................................................27

8. Lista Fabricantes/Fornecedores .....................................................................................................32

9. Bibliografia........................................................................................................................................33

3

1. Desenvolvimento Histórico e Tecnológico “As instalações sanitárias prediais, com os modernos conceitos de privacidade, água quente, sem odores, é um conceito relativamente moderno e bastante ligado ao aumento geral do poder aquisitivo da sociedade. Entretanto o cuidado com o corpo e os conceitos de saneamento como pré-requisitos para a higiene e saúde, associado às ideias de conforto, estão ligados a algumas sociedades muito antigas.” (Landi, 1987)

O passado das instalações sanitárias prediais data de há 6000 anos atrás conforme provam as pesquisas arqueológicas no vale do rio Indus na Índia onde se encontram ruínas de um sistema de instalações com relativa qualidade. Também no Egipto foram descobertos tubos de cobre enterrados para a condução de água do palácio do Faraó. Próximo ao rio Eufrates foram encontrados restos de tubulações de cerâmicas e piscinas, com data de construção estimada em 4500 a.C.. Escavações na ilha de Creta revelaram que o palácio de Cnossos apresentava rede de água e esgoto já em 1000 a.C.

Sendo assim os povos da antiguidade já conheciam os fenómenos hidráulicos e pneumáticos mas

os sistemas prediais de água apenas eram privilégios da alta nobreza e do clero, vivendo a população em precárias condições de higiene.

Na sociedade romana, diversas cidades eram dotadas com a tecnologia da época, de termas

equipadas com piscinas e banhos, com água fria e quente. No século I d.C., havia 11 banhos públicos e 856 privados e começavam a aparecer as primeiras sanitas sem descarga. Roma era abundantemente abastecida de água: em 226 d.C. haviam 11 aquedutos. Nunca outra cidade tivera tamanha abundância em água e onde os banhos levaram ao consumo de 1300l/dia per capita, o que significa cinco vezes mais que a média moderna.

No século V cai o império romano e tem início a Idade Média também conhecida como a Idade da Trevas na história da humanidade. Houve assim um retrocesso no que diz respeito ao desenvolvimento dos sistemas de águas prediais e assim surgiram mais problemas para a saúde pública. No meio urbano os dejectos produzidos eram simplesmente atirados pela janela. O atirador gentilmente gritava “água vai” e despejava o conteúdo do vasilhame colectado durante a noite ou dia nas ruas. No final do século XIV a prática de despejo dos dejetos foi abolida, surgindo empresas públicas e privadas especializadas em recolher este material. Para obter água era necessário percorrer grandes distâncias ou comprá-la. Assim os banhos, quando tomados, eram feitos por toda a família com a mesma água. O consumo neste período chegou a 1 l/pessoa. Para evitar o pagamento da recolha dos dejectos foram construídos poços, sobre os quais eram instaladas latrinas externas ao edifício para evitar o odor dentro das habitações. Gradativamente, os aparelhos sanitários foram sendo incorporados nos edifícios. Em 1585 surge a primeira bacia de retrete com descarga. Em 1739 surge o primeiro bidé e poucos anos depois, em 1786, o inventor inglês Joseph Bramah inventou o primeiro vaso sanitário no sentido moderno, capaz de prover água para sua própria limpeza, conhecido como vaso com válvula (valve closet) mantendo-se com diversas modificações durante 100 anos. Todo o século XIX foi marcado como um momento de transição no qual diversos e diferentes equipamentos coexistiram e procuraram estabelecer-se. O início do século XIX fica marcado pelo nascimento da banheira individual de água quente e fria. Com a Revolução Industrial houve um avanço nas soluções tecnológicas. A produção de tubos em ferro fundido capazes de resistir a maiores pressões internas e o emprego de novas máquinas hidráulicas foram as alavancas para o rápido progresso. Novos equipamentos surgiram tais como os termoacumuladores (1892) e os sifões nas redes de drenagem. Uma importante inovação do final do século XIX foi a criação do vaso com pedestal constituído por uma única peça em cerâmica com sifão incorporado. O poder público criou regulamentos de edificações obrigando os construtores a instalar equipamentos sanitários, causando certo mal estar entre eles, uma vez que esta obrigatoriedade acarretaria maiores custos. No século XX os sistemas prediais avançaram pois em paralelo houve o desenvolvimento da

4

engenharia estrutural pois o conceito vigente nos projectos era a funcionalidade, o que passou pela constituição e racionalização dos sistemas. Em 1906 nasce a máquina de lavar roupa eléctrica e em 1939 e, apesar das Guerras Mundiais, em 1939 surge a máquina de lavar louça eléctrica. Em 1955 nasce o primeiro sistema de aquecimento solar. Na segunda metade da década de 1970, teve destaque o estabelecimento de modelos matemáticos de escoamento, aprofundados na década de 1980 com a disponibilidade dos computadores. Surgem os programas Cad utilizados hoje em dia no dimensionamento das redes de águas prediais.

SISTEMAS PREDIAIS

O PASSADO - PRINCIPAIS DATAS

5

2. Sistemas de Alimentação A alimentação de água aos edifícios é normalmente obtida através de ramal de ligação que estabelece a ligação entre a conduta de distribuição pública de água potável e o sistema predial, nas situações de inexistência de rede pública de distribuição poder-se-á recorrer à captação de água de poços, a qual deverá sofrer os tratamentos adequados de modo a garantir a sua potabilidade, salvaguardando assim as condições indispensáveis à garantia da saúde pública.

2.1. Sistemas de Alimentação Directa

Directa

Económico e preferencial. Utilização possível quando o sistema público garante condições de pressão e caudal suficientes e regulares.

Directa com Elemento Sobrepressor

Quando o sistema público não assegura as condições de pressão necessárias Utilização possível quando a rede pública é abundantemente servida de caudal.

6

2.2. Sistemas de Alimentação Indirecta

O recurso a este tipo de alimentação só deverá ser equacionado em situações em que seja inviável proceder à alimentação do sistema predial por um dos processos de alimentação directa, uma vez que a acumulação de água em reservatórios requer cuidados especiais de concepção e manutenção dos mesmos, de forma a garantir a potabilidade da água armazenada.

Indirecta com Reservatório no Topo do Edifício Utilização possível quando a pressão na rede pública apesar de insuficiente para alimentar todos os dispositivos, é suficiente para abastecer um reservatório de acumulação colocado no topo, a partir do qual se efectua a distribuição.

Indirecta com Reservatórios na Base e no Topo do edifício

Quando a pressão na rede pública não permite o abastecimento directo a um reservatório no topo do edifício. Nem o caudal é suficiente para uma bombagem directa para o topo.

Indirecta com Elemento Elevatório Em alternativa à solução anterior, mas neste caso não é colocado reservatório no topo do edifício sendo o grupo de bombagem bastante mais solicitado.

7

2.3. Sistema de Alimentação Misto

Misto

Em casos de edifícios de altura elevada pode-se abastecer até determinado piso onde a pressão da rede pública seja suficiente, e fazer a distribuição com auxílio de um elemento sobrepressor nos restantes pisos mais elevados.

3. Elementos acessórios da rede

3.1. Contadores O contador de água é o orgão medidor do volume de água consumida. Poderá existir um contador denominado de totalizador instalado num troço que abastece um ou mais contadores. Deverá sempre ser colocado um contador no muro de vedação de propriedade em nicho técnico apropriado e voltado ao exterior, de modo a que toda a água da rede pública seja devidamente contabilizada aquando da entrada na rede predial. No caso da existência de uma bateria de contadores, esta deverá ser localizada num espaço comum do edifício (e normalmente no rés-chão ou cave). É pouco usual hoje em dia, mas os contadores de água poderão ainda encontrarem-se à entrada de cada fracção no patamar de cada piso. Compete à entidade gestora da rede pública a definição do tipo, calibre e classe metrológica do contador a instalar. Na montagem do contador deve ficar previsto:

−−−− válvulas de seccionamento a montante e jusante do contador. −−−− sistema de selagem por forma a ser só retirado pela entidade gestora. −−−− filtro a montante do contador caso seja previsível a existência de matérias em suspensão na

água. −−−− se for necessária a colocação de um válvula redutora de pressão, esta deverá ser a montante

do contador para protecção de toda a rede predial incluindo o próprio contador.

8

Exemplo de Instalação de um contador DN 20mm

Esquema de instalação de Totalizador e Bateria de Contadores

3.2. Válvulas

As válvulas são órgãos instalados nas redes com as seguintes finalidades: . Válvula de seccionamento – Impedir ou estabelecer a passagem de água em qualquer um dos sentidos. . Válvula de retenção – Impedir a passagem de água num dos sentidos.

. Válvula de segurança – Manter a pressão abaixo de determinado valor por efeito de descarga. . Válvula redutora de pressão – Manter a pressão abaixo de determinado valor com a introdução de uma perda de carga . Válvula de regulação – Permitir a regulação do caudal.

9

As válvulas podem ser de latão, bronze, aço, PVC ou outros materiais que reúnam as necessárias condições de utilização.

Obrigatoriedade de instalação de válvulas ( Artigo 102.º do DR23/95 de 23 Agosto)

Válvulas de Seccionamento

. À entrada dos ramais de introdução individuais.

. À entrada dos ramais de distribuição das instalações sanitárias e cozinhas.

. A montante de autoclismos, fluxómetros, máquinas lavar louça/roupa,

equipamentos de produção de água quente.

. Montante e jusantes de contadores.

Válvulas de Retenção . A montante de aparelhos produtores-acumuladores de água quente. . No inicio de qualquer rede não destinada a fins alimentares e sanitários.

Válvulas de Segurança . Na alimentação de aparelhos produtores-acumuladores de água quente.

Válvulas Redutoras de Pressão

. Nos ramais de introdução sempre que a pressão seja superior a 600 kPa e ou as necessidades específicas do equipamento o exijam.

3.3. Dispositivos de utilização Os dispositivos de utilização (torneiras, fluxómetros e autoclismos) têm por finalidade regular e/ou controlar o fornecimento de água. Estes dispositivos destinam-se a equipar os aparelhos sanitários e são geralmente fabricados com a dimensão nominal de 1/2”, alguns dispositivos normalmente de tipos mais específicos, como sejam por exemplo fluxómetros e torneiras de bóia, são também produzidos com dimensões nominais de 3/4” , 3/8” e outras. Estes dispositivos devem ser fabricados com materiais que, em contacto com a água até uma temperatura de 90 ºC, não apresentem riscos para a saúde pública. O material mais utilizado para o fabrico destes dispositivos é o latão, sendo também utilizado o aço e materiais termoplásticos.

3.3.1 Torneiras Simples

Dispositivos destinados a equipar lavatórios, bidés, banheiras, tanques de lavagem, lava-loiças, etc.

Torneira de coluna - para montagem em superfícies horizontais Torneira de parede - para montagem em superfícies verticais

10

3.3.2 Torneiras Misturadoras

Dispositivo de utilização em cujo interior se processa a mistura da água quente e fria, destinados a equipar lavatórios, banheiras, bidés, lava-loiças, etc.

Torneira misturadora monobloco montada em superfície horizontal

Torneiras misturadoras de corpo aparente montada em superfície vertical

Torneiras monocomandos montadas em superfícies verticais ou horizontais

11

3.3.3 Torneiras de Passagem

Dispositivos destinados a impedir ou a estabelecer a passagem da água num determinado sentido de escoamento.

3.3.4 Torneiras de Bóia

Dispositivos destinados a regular ou impedir o fornecimento de água em reservatórios e autoclismos.

3.3.5 Fluxómetros

Dispositivos de fecho automático, destinados a equipar bacias de retrete, urinóis e pias de despejos, cujo débito controlado é interrompido automaticamente.

12

3.3.6 Autoclismos

Dispositivos com reservatório destinados a equipar bacias de retrete, pias de despejos, cujo débito controlado é interrompido automaticamente.

3.4.Tubagens

Na selecção do material constitutivo das redes de distribuição de água fria e quente não deverão ser considerados apenas factores de ordem económica e condições de aplicação, importa também conhecer a composição química da água distribuída e a sua temperatura, uma vez que nem todos os materiais se comportam da mesma forma perante águas com diferentes composições químicas e temperaturas.

Seguidamente são apresentados os principais tipos de tubagens utilizados na distribuição predial de água, quer metálicas quer termoplásticas.

TUBAGENS

Metálicas Termoplásticas Outras

Aço Galvanizado Policloreto de Vinilo (PVC)

Cobre Polietileno de Alta Densidade (PEAD)

Aço Inox Polietileno Reticulado (PEX)

Aço – Ferro Preto Polipropileno Random (PP-R)

Parede Tri-composta (Multicamadas)

3.4.1.Tubagens Metálicas

De modo geral as tubagens metálicas apresentam as seguintes:

Vantagens: • Elevada resistência à pressão interna; • Reduzida dilatação térmica característica; • Estabilidade dimensional; • Elevada resistência mecânica; • Elevada resistência aos efeitos de fadiga mecânica e térmica; • Resistentes à exposição prolongada à radiação ultravioleta e à acção do tempo; • Produzem pouco fumo e gases tóxicos quando sob combustão; • São incombustíveis em temperaturas geralmente alcançadas em incêndios em edifícios.

13

Desvantagens: • Elevada condutividade térmica; • Maior peso; • Menor facilidade de manuseio; • Maior dificuldade de execução das juntas roscadas ou soldadas; • Maior resistência hidráulica ao escoamento (maior rugosidade); • Baixa flexibilidade e elasticidade; • Menor segurança na execução das juntas; • Elevada transmissão acústica (ruído); • Susceptibilidade à corrosão; • Maior facilidade para acumulação de depósitos por corrosão; • Possibilidade de contaminação da água por detritos de corrosão e chumbo presente nas soldas; • Maior facilidade de transmissão dos efeitos do choque hidráulico. 3.4.1.1. Aço Galvanizado

�� Sistemas de Água Fria: Sim. �� Sistemas de Água Quente: Sim. Evitar temperaturas superiores a 60º C. �� Comercialização: Normalmente em varas de 6 m, com Ø nominal entre 8 e

150mm. �� Ligações: Acessórios do mesmo material preferencialmente, para grandes

diâmetros poder-se-á recorrer a soldadura por latão. �� Possibilidades de instalação: À vista, embutidas, em caleiras, galerias ou tectos

falsos.

Outras informações:

� Estas tubagens possuem um revestimento de zinco fundido obtido por imersão (galvanização) no sentido de lhes conferir uma maior capacidade de resistência à oxidação.

� Devem ser evitadas as dobragens dos tubos, as quais poderão provocar a

descamagem do revestimento protector.

� Para maior durabilidade evitando fenómenos de corrosão, deverão evitar-se velocidades de escoamento quer muito baixas, quer muito elevadas.

� Deverá evitar-se a instalação de tubagens em cobre a montante destas tubagens,

mesmo onde não se verifique um contacto directo, porque os iões de cobre dissolvidos na água à sua passagem por tubagens de cobre vão provocar corrosão nas tubagens de aço galvanizado instaladas a jusante (ver figura XY).

� Quando embutidas estas tubagens não deverão ser postas em contacto com

argamassas que integrem cal ou areias com significativas quantidades de sal.

� Em situações de não-embutimento, deverão ser fixadas através de elementos de suporte ou amarração (abraçadeiras), de modo a assegurar a sua correcta fixação e a permitir eventuais contracções ou dilatações, devem ainda nestas situações serem identificadas de acordo com a natureza da água transportada.

3.4.1.2. Cobre

� Sistemas de Água Fria: Sim. � Sistemas de Água Quente: Sim. Evitar temperaturas superiores a 60º C.

14

� Comercialização: Normalmente em varas de 5 m ou rolos de 25 m / 50 m, com Ø nominal entre 8 e 54 mm.

� Ligações: Acessórios de ligação em cobre, latão ou bronze que podem ser ligados aos tubos por pressão, com recurso a anéis de pressão, ou por soldadura capilar.

� Possibilidades de instalação: À vista, embutidas, em caleiras, galerias ou tectos falsos.


� Grande durabilidade em uso, reduzida tendência aos encrustamentos, boa plasticidade, boa resistência química.

� Custo superior aos tubos de aço galvanizado, mas as suas características e

facilidade de instalação em obra tornam-os competitivos em termos de custo final.

� Para garantir uma boa durabilidade e evitar fenómenos de corrosão deve-se evitar o seu uso em águas com pH ≤ 7 ou durezas muito baixas, bem como velocidades de escoamento demasiado elevadas.

� Em situações de não-embutimento, deverão ser fixadas através de elementos de

suporte ou amarração (abraçadeiras), de modo a assegurar a sua correcta fixação e a permitir eventuais contracções ou dilatações, devem ainda nestas situações ser identificadas de acordo com a natureza da água transportada.

3.4.1.3. Aço Inox

� Sistemas de Água Fria: Sim. � Sistemas de Água Quente: Sim. Evitar temperaturas superiores a 50º C. � Comercialização: Normalmente em varas de 4 a 7 m, com Ø nominal entre 10 e 54

mm. � Ligações: Acessórios em ligas de cobre ou aço inox, ligados ao tubos através de

anéis de pressão ou por soldadura. Na soldadura capilar o material de adição deve ser isento de cádmio e zinco, no caso de soldaduras com eléctrodos de aço inox, estes deverão possuir qualidade não inferior à do aço a soldar.

� Possibilidades de instalação: À vista, embutidas, em caleiras, galerias ou tectos falsos.


� Grande durabilidade em uso, e praticamente as mesmas características referidas para os tubos de cobre, acrescentando que o aço inox possui uma maior resistência à tracção, o que possibilita uma redução da espessura dos tubos para as mesmas condições de pressão.

� Para a distribuição predial de água é aconselhável aço inox dos tipos ferríticos e

austeníticos, que se caracterizam geralmente por possuírem teores de crómio de valor não inferior a 16% o que garante uma boa durabilidade e evita fenómenos de corrosão.



15

3.4.1.4. Aço – Ferro Preto

�� Uso: Apenas para situações em circuito fechado, do tipo dos sistemas de

aquecimento central. �� Comercialização: Normalmente em varas de 6 m, com Ø nominal entre 8 e 150

mm. �� Ligações: Acessórios preferencialmente do mesmo material. �� Possibilidades de instalação: À vista, embutidas, em caleiras, galerias ou tectos

falsos. Outras informações:

� Apresentam problemas de corrosão pouco relevantes quando o teor de oxigénio na água seja inferior a 1 mg/l, como são exemplo os circuitos fechados de aquecimento de água.

� Para a sua durabilidade e evitar a corrosão, não se deverão permitir longos

períodos de estagnação das águas, bem como o seu contacto com elementos de nobreza superior.


suporte ou amarração (abraçadeiras), de modo a assegurar a sua correcta fixação e a permitir eventuais contracções ou dilatações, devem ainda nestas situações ser identificadas de acordo com a natureza da água transportada

3.4.2.Tubagens Termoplásticas De modo geral as tubagens termoplásticas apresentam as seguintes: Vantagens: • Elevada resistência à corrosão ou oxidação; • Boa durabilidade quando abrigadas da acção do tempo; • Baixa condutividade térmica e eléctrica; • Baixo peso; • Facilidade de manuseamento; • Rapidez e facilidade de execução das juntas; • Baixa resistência ao escoamento; • Pouca acumulação de detritos; • Boa flexibilidade e elasticidade; • Maior segurança na execução das juntas; • Baixa transmissão acústica. Desvantagens: • Baixa resistência ao calor; • Baixa resistência mecânica; • Baixa resistência aos efeitos de fadiga mecânica e térmica; • Degradação devida à exposição prolongada à radiação ultravioleta; • Elevada dilatação térmica unitária; • Produção de fumo e gases tóxicos quando sob combustão; • Não utilizáveis em redes de combate a incêndio.

16

3.4.2.1. Policloreto de Vinilo (PVC)

�� Sistemas de Água Fria: Sim. �� Sistemas de Água Quente: Não. �� Comercialização: Normalmente em varas de 6 m, com Ø nominal entre 16 e 315

mm. �� Ligação: Acessórios do mesmo material, união por colagem. �� Possibilidades de instalação: À vista, embutidas, em caleiras, galerias ou tectos


� Os tubos de PVC só devem ser usados em redes de distribuição de água fria, uma vez que estão dimensionados apenas para suportarem temperaturas à volta dos 20 º C, em condições de funcionamento contínuo.

� A ligação por colagem é feita com uma cola de qualidade adequada, geralmente à

base de tetra-hidrofurano, que através do amolecimento e solvência superficial do PVC, provoca a soldadura dos elementos. As tubagens só deverão ser colocadas em serviço após se dar a total secagem da cola.

� Possuem elevado coeficiente de dilatação térmica linear, o que em comprimentos

significativos deverá recorrer-se à utilização de juntas de união por anilhas de estanquidade (borracha sintética), de forma a possibilitar que os deslocamentos se dêem sem constrangimentos.

� Não se recomenda a dobragem deste tipo de tubos.

� Os tubos de PVC quando expostos à acção dos raios ultravioletas deverão ser

protegidos com um revestimento de modo a evitar a sua deterioração (por exemplo: por pintura com tinta adequada).



3.4.2.2. Polietileno de Alta Densidade (PEAD)

�� Sistemas de Água Fria: Sim. �� Sistemas de Água Quente: Não. �� Comercialização: Varas ou Rolos de Ø nominal entre 20 e 160 mm. �� Ligações: Acessórios metálicos ou plásticos. Os troços da tubagem podem

também ser unidos sem acessórios através de soldadura topo a topo, soldadura por electrofusão e soldadura com manga auxiliar.

�� Possibilidades de instalação: Embutidas, em caleiras e em calhas de suspensão. Outras informações:

� Os tubos de PEAD só devem ser usados em redes de distribuição de água fria, uma vez que estão dimensionados apenas para suportarem temperaturas à volta dos 20 º C, em condições de funcionamento contínuo.

� Os tubos de PEAD quando expostos à acção dos raios ultravioletas deverão ser

protegidos com um revestimento de modo a evitar a sua deterioração (por exemplo: por pintura com tinta adequada).

17



3.4.2.3. Polietileno Reticulado (PEX)

�� Sistemas de Água Fria: Sim. �� Sistemas de Água Quente: Sim. Até 95º C. ou indicação do fabricante. �� Comercialização: Varas ou Rolos de Ø nominal entre 10 e 110 mm. �� Ligações: Acessórios de compressão metálicos geralmente de ligas de cobre, a

vedação é obtida através de anéis de vedação ou luvas de compressão. �� Possibilidades de instalação: À vista, embutidas, em caleiras, galerias ou tectos


� Devido ao elevado coeficiente de dilatação térmica, quando se destinem ao transporte de água quente, se embutidos e o seu comprimento exceder 2 m, devem ser instalados em mangas de protecção de polietileno termoestabilizado, o que devido á folga existente entre si e o tubo vai possibilitar a absorção axial das dilatações térmicas, se não-embutido deverá ser previsto curvas ou braços de dilatação.

� Na situação de tubagens embutidas, a técnica de encamisamento com mangas de

protecção possibilita, em caso de necessidade, a fácil substituição dos tubos.

� Nas situações de distribuição de água quente com inserção nas extremidades do anel de borracha (O-Ring), a caixa-de-ar existente entre o tubo e a manga garante um bom isolamento térmico, o que geralmente conduz à dispensa de isolamentos adicionais.

� Os tubos de PEX quando expostos à acção dos raios ultravioletas deverão ser

protegidos com um revestimento de modo a evitar a sua deterioração.

� Possuem grande flexibilidade, podem ser dobrados a quente ou a frio, nas situações de dobragem a quente deverá ser usada uma pistola de ar quente e nunca expor os tubos à chama.

3.4.2.4. Polipropileno Random (PP-R)

�� Sistemas de Água Fria: Sim. �� Sistemas de Água Quente: Sim. Até 100º C. ou indicação do fabricante. �� Comercialização: Normalmente em varas com Ø nominal entre 16 e 90 mm. �� Ligações: Acessórios metálicos sendo a vedação obtida através de anéis de

vedação em borracha ou acessórios do mesmo material ligados por soldadura por polifusão (aquecimento simultâneo das duas partes a ligar).

�� Possibilidades de instalação: À vista, embutidas, em caleiras, galerias ou tectos falsos.


� Quando sujeitas à acção dos raios ultravioletas, deverão ser protegidas com um

18

revestimento, de modo a evitar a sua deterioração.

� Nas situações em que se lhes possa ter acesso, deverão ser identificadas de acordo com a natureza da água transportada.

� Quando embutidas, as tubagens destinadas ao transporte de água quente, e sempre que o seu comprimento exceda 2 m, deverão ser envolvidas com material isolante, o qual possibilita a absorção axial das dilatações, em alternativa deverá no mínimo ser aplicado nas mudanças de direcção envolvimentos de espuma flexível de polietileno para absorção das dilatações.

� Quando não embutidas, deverão criar-se curvas ou braços de dilatação, de forma a possibilitar que as variações lineares causadas pela temperatura ocorram livremente.

3.4.3. Outras Tubagens 3.4.3.1. Tubos de parede Tri-Composta (Multicamadas)

�� Sistemas de Água Fria: Sim �� Sistemas de Água Quente: Sim. Até 95º C. ou indicação do fabricante. �� Comercialização: Normalmente em rolos ou varas de 4 m. �� Ligações: Acessórios em Latão ou em Polifenilsulfona (PPSU). �� Possibilidades de instalação: À vista, embutidas, em caleiras, galerias ou tectos


�� Estas tubagens apresentam várias camadas normalmente com uma das seguintes configurações:

PERT(*) – Alumínio – PERT (do exterior para o interior) PEAD(**) – Alumínio – PERT (do exterior para o interior) PEX(***) – Alumínio – PEX (do exterior para o interior) A ligação entre camadas é feita por colagem normalmente com adesivo. (*) PERT – Polietileno com resistência à temperatura melhorada. (**) PEAD – Polietileno de Alta Densidade. (***) PEX – Polietileno Reticulado

�� Esteticamente adequadas para instalações á vista.

�� Pouco peso e grande flexibilidade, instalação facilitada.

�� Impermeabilidade ao oxigénio, baixa dilatação térmica linear, baixa rugosidade o

que impede incrustações calcárias, boa resistência química não afectando pH da água.

�� Deve evitar-se a exposição dos tubos à acção da luz solar, pois a radiação ultravioleta é nociva para os materiais plásticos, mesmo quando aditivados.

�� Deve ser dada especial atenção à execução das uniões de modo a não surgirem problemas de falta de estanquidade.

19

4. Traçado da Rede e Disposições Construtivas O traçado das canalizações prediais de água deve ser constituído por troços rectos, horizontais e verticais, ligados entre si por acessórios apropriados. Os troços horizontais devem possuir uma ligeira inclinação para favorecer a circulação do ar considerando-se como recomendável o valor de 0.5%. As canalizações de água quente devem ser colocadas, sempre que possível, paralelamente às de àgua fria e nunca abaixo destas. A distância mínima entre canalizações de água fria e de água quente é de 0,05 m. As canalizações não devem ficar:

−−−− Sob elementos de fundação −−−− Embutidas em elementos estruturais −−−− Embutidas em pavimentos, excepto quando flexíveis e embainhadas −−−− Em locais de difícil acesso −−−− Em espaços pertencentes a chaminés e a sistemas de ventilação

As canalizações de água quente devem ser isoladas com produtos adequados, imputrescíveis, não corrosivos, incombustíveis e resistentes à humidade. As canalizações e respectivos isolamentos devem ser protegidos sempre que haja risco de condensação de vapor de água, de infiltrações ou de choques mecânicos.

4.1. Simbologia

Canalizações e Acessórios

20

Aparelhos e Materiais

4.2. Exemplo de Traçado de Rede

Traçado de rede à entrada de um Edifício

21

Traçado de rede dentro de um apartamento

5. Verificações e Ensaios É obrigatória a realização de ensaio de estanquidade de toda a rede predial, efectuado com as canalizações, juntas e acessórios à vista, convenientemente travados e com as extremidades obturadas e desprovidas de dispositivos de utilização, o processo de execução do ensaio deverá ser conforme o estipulado no n.º 2 do Artigo 111.º do Decreto Regulamentar n.º 23/95 de 23 de Agosto:

−−−− Ligação da bomba de ensaio com manómetro, localizada tão próximo quanto possível do ponto de menor cota do troço a ensaiar.

−−−− Enchimento das canalizações por intermédio da bomba, de forma a libertar todo o ar nelas contido e garantir uma pressão igual a uma vez e meia a máxima de serviço, como mínimo de 900 kPa.

−−−− Leitura do manómetro da bomba, que não deve acusar redução durante um período mínimo de quinze minutos.

−−−− Esvaziamento do troço ensaiado. Após ensaio de estanquidade, já com os dispositivos de utilização montados e verificado o comportamento hidráulico do sistema deve-se proceder a uma operação de lavagem com o objectivo de desinfecção antes da entrada em funcionamento da rede predial.

22

6.Instalações de Produção de Água Quente

Uma instalação de produção de água quente é geralmente referenciada pelo tipo de produção (individual ou central), pela forma de produção (instantânea, semi-instantânea, acumulação ou semiacumulação), pelo tipo de energia consumido (carvão, fuel, gás, lenha, electricidade, energia solar, etc.) e pelo tipo de transferência de calor para a água que se pretende aquecer (directa ou indirecta). Quando a instalação se destina à produção de água quente para alimentação de uma só unidade (um fogo, um pequeno balneário, etc.) é designada instalação individual. Nestas instalações o mais usual é o uso de dois tipos: de aparelhos: aparelhos de produção para uso instantâneo (esquentadores), ou para acumulação (termoacumuladores eléctricos ou a gás), também se poderá recorrer à utilização de caldeiras do tipo mural ou ainda a sistemas a energia solar. O sistema central privado consiste de um equipamento responsável pelo aquecimento da água e de uma rede de tubulações que distribuem a água aquecida a conjuntos de aparelhos pertencentes a uma mesma unidade, por exemplo, um apartamento. A distribuição é feita através de ramais que conduzem a água aquecida desde o equipamento de aquecimento até os diversos pontos de consumo. O sistema central colectivo consiste de um equipamento responsável pelo aquecimento da água e de uma rede de tubulações que distribuem a água aquecida a conjuntos de aparelhos pertencentes a mais de uma unidade, por exemplo, um edifício de apartamentos. Quanto ao tipo de distribuição pode ser classificada em ascendente, descendente e misto e é efectuada através de ramais que conduzem a água aquecida desde o equipamento de aquecimento até os diversos pontos de consumo. 6.1. Aparelhos de produção instantânea (esquentador) Um aparelho de produção instantânea permite o fornecimento instantâneo de água quente. Estes aparelhos necessitam de possuir grande potência de produção, a qual apenas é utilizada em pequenos períodos diários. Este tipo de aparelhos deverá ter a sua aplicação restringida à alimentação de um reduzido número de dispositivos de utilização.

Esquentador

23

6.2. Aparelhos de acumulação (termoacumuladores)

Estes aparelhos que podem ser eléctricos ou a gás, permitem o armazenamento da água aquecida de forma a poder ser utilizada quando necessário, apresentando-se sob a forma de um reservatório isolado termicamente, equipado com sistema de controlo da temperatura da água armazenada. A capacidade de armazenamento destes aparelhos deverá ser pelo menos igual às necessidades máximas do dia de maior consumo, caso se trate de aparelhos eléctricos. Pois no que se refere à capacidade de reposição do volume de armazenamento, verifica-se que nos aparelhos de produção eléctricos esta é bastante inferior à dos aparelhos a gás.

Termoacumulador Eléctrico

Termoacumulador a Gás

6.3. Caldeiras Murais e de chão

A caldeira mural para aquecimento e produção de água quente sanitária que serve as mais exigentes e variadas necessidades de conforto. Garante água quente a uma temperatura constante, sem

24

variações consoante as flutuações da pressão na rede de abastecimento de água. Estes aparelhos, de desempenho funcional muito semelhante aos esquentadores, distinguem-se destes fundamentalmente por serem dotados de um circuito interno de circulação de água e regulação termostática da sua temperatura e possuem normalmente potências entre 23 kW e 28 kW.

6.4. Sistemas com aquecimento solar Nos últimos anos, o aumento desenfreado dos custos e a disponibilidade cada vez mais limitada das formas convencionais de energia tem motivado uma preocupação crescente em diversos sectores. Diante deste contexto, a energia solar surge como uma alternativa energética de grande potencial a ser avaliada, inclusive, na questão do pré-aquecimento de água a nível predial, uma vez que os dispositivos necessários para compatibilizar os sistemas à energia solar não apresentam grandes dificuldades técnicas. No entanto, embora a quantidade total de energia solar que, de forma contínua, atinge o planeta seja enorme (equivalente a 1,73x1017Watts), cada metro quadrado da superfície recebe uma quantidade descontínua e relativamente pequena, cuja intensidade depende de diversos factores, entre os quais o de natureza geográfica. Portugal é um dos países da Europa com maior disponibilidade de radiação solar. Uma forma de dar ideia é em termos do número médio anual de horas de Sol que, em Portugal, varia entre 2200 e 3000 horas. Por exemplo, na Alemanha varia entre 1200 e 1700 horas. No aproveitamento da energia solar, deve-se preconizar a sua captação, a conversão de calor, a transferência e o armazenamento para utilização nos períodos em que a mesma não se encontra disponível. Por outro lado, constata-se que a implantação de um sistema de aquecimento de água exige altos investimentos iniciais, facto que constitui um entrave à utilização por parte dos usuários. Contudo, qualquer análise a longo prazo demonstra a viabilidade económica do sistema. 6.4.1. Sistema convencional assistido por painéis solares

Os painéis solares são dispositivos através dos quais a radiação solar é captada, convertida em calor e transferida por meio de um fluído circulante. O seu princípio de funcionamento é muito simples e baseia-se no efeito de estufa: a radiação solar, incide sobre a cobertura de vidro, que compõe a parte superior do painel solar, penetrando em grande parte no interior do mesmo, a reflexão dos raios solares no interior do painel tem como efeito a concentração de calor no interior do painel transferindo-o para a água que circula nas tubagens que constituem o painel solar.

25

A utilização de painéis solares em edifícios pode ser realizada da como mostra a figura seguinte.

O seu funcionamento é muito simples:

I - Grande parte da radiação solar que atinge a cobertura transparente do painel é transmitida para o interior deste; II – A radiação é captada pela superfície absorsora (geralmente uma placa metálica com um revestimento negro). Esta superfície converte os raios solares em calor; III - Este calor é conduzido (pelo próprio material da placa) até aos tubos onde circula a água; IV - A água é, depois, conduzida até ao depósito para ser armazenada até ser utilizada.

6.4.2. Sistema com Painéis solares termodinâmicos

O Sol não está sempre presente. No Inverno os dias têm em média 7 horas de luz com apenas 3 a 4 horas de sol, apresentando-se como uma limitação para o funcionamento dos painéis solares tradicionais. Os painéis solares termodinâmicos conseguiram superar esta limitação possibilitando a elevação da

26

temperatura da água com alta eficiência e grande economia de energia quer nos dias de chuva ou mesmo em períodos nocturnos. Os sistemas solares termodinâmicos utilizam uma tecnologia solar térmica de alta eficiência energética, baseada no princípio do físico Francês Nicolas Carnot que descobriu a termodinâmica no ano 1840. Graças a ela os painéis solares termodinâmicos são capazes de captar o calor do sol, da chuva e do vento, 24 horas por dias 365 dias por ano. O líquido ecológico que circula num circuito fechado, a temperaturas negativas, capta o calor nos painéis solares e em seguida liberta-o na água através de um permutador de calor.

O painel solar termodinâmico é um aparelho realmente eficaz na economia, aproveitando ao máximo a energia do sol. O princípio de funcionamento baseia-se num sistema de regeneração mecânica de um fluído, capaz de extrair o calor do meio ambiente e transmiti-lo à água aproveitando a energia do sol, da chuva, do vento e do meio ambiente. Estes painéis usam o princípio de funcionamento de um frigorífico, dispõe apenas de um elemento mecânico (o compressor frigorífico). Com uma potência média de aquecimento quatro a sete vezes superior à absorvida, estes sistemas garantem uma economia de 80%.

O capital investido recupera-se em aproximadamente 3 anos.

6.4.3. Sistema de Painéis solares planos com sistema termossifão.

Os sistemas por termossifão são a solução adequada para uma instalação rápida, simples e económica de aquecimento gratuito de água quente: basta ligar a água de rede ao depósito e levar a água quente desde o depósito até aos pontos de consumo para aproveitar a energia solar. Não necessita de ligação eléctrica, grupo de circulação ou centrais de controlo.

27

7.Cálculo Hidráulico 7.1. Caudais Instantâneos É apresentada uma metodologia de cálculo de acordo com o Decreto Regulamentar n.º 23/95 de 23 de Agosto.

Os caudais instantâneos são os caudais necessários que deverão chegar aos diferentes dispositivos de utilização, os caudais instantâneos mínimos a adoptar no dimensionamento da rede predial devem ser os seguintes:

Dispositivos Caudais instantâneos mínimos (l/s)

Lavatório individual (Lv) 0,10

Lavatório colectivo (por bica) (Lvi) 0,05

Bidé (Bd) 0,10

Banheira (Ba) 0,25

Chuveiro individual (Ch) 0,15 Pia de despejos com torneira de Ø15

mm (Pd) 0,15

Autoclismo de bacia de retrete (Br) 0,10

Urinol com torneira individual (Mi) 0,15

Pia lava-louça (Ll) 0,20

Bebedouro (Bdo) 0,10

Máquina de lavar louça (Ml) 0,15

Máquina de lavar roupa (Mr) 0,20

Tanque de lavar roupa (Tq) 0,20

Bacia de retrete com fluxómetro (Brf) 1,50

Urinol com fluxómetro (Mif) 0,50 Boca de rega ou lavagem de Ø 15

mm (Re) 0,30

Boca de rega ou lavagem de Ø 20 mm (Re) 0,45

Máquinas industriais e outros aparelhos Verificar instruções do fabricante

7.2. Caudais de Cálculo Não sendo provável, salvo em situações especiais, que numa mesma edificação todos os dispositivos de utilização se encontrem num determinado instante em funcionamento simultâneo, os caudais usados para o dimensionamento não se traduzem pelo caudal acumulado (somatório dos caudais instantâneos), pelo que o caudal acumulado será afectado de um coeficiente de simultaneidade.

acQxQ ⋅=

Em que:

Qc – caudal de cálculo x – coeficiente de simultaneidade Qa – caudal acumulado

Quando a instalação comporta fluxómetros, a determinação do seu caudal de cálculo faz-se separadamente dos restantes dispositivos.

28

iacQnQxQ ⋅+⋅=

Em que:

Qc – caudal de cálculo x – coeficiente de simultaneidade Qa – caudal acumulado N – número de fluxómetros considerado Qi – caudal instantâneo atribuído aos fluxómetros

Número de fluxómetros instalados

Número de fluxómetros em utilização simultânea (n)

3 a 10 2

11 a 20 3

21 a 50 4

> 50 5

7.3. Coeficientes de Simultaneidade Os coeficientes de simultaneidade podem ser obtidos por via analítica ou gráfica, as curvas a seguir apresentadas (método preconizado pelo regulamento português) permitem a obtenção directa dos caudais de cálculo a partir do caudal acumulado para casos correntes de habitação com um nível de conforto médio.

As seguintes equações traduzem as curvas anteriormente apresentadas:

29

7.4. Dimensionamento das Tubagens

7.4.1. Pressões de serviço:

O regulamento português recomenda por razões de conforto e durabilidade das tubagens que as pressões nos dispositivos de utilização variem entre 150 kPa e 300 kPa. No limite deverão variar entre 50 kPa e 600 kPa.

7.4.2. Velocidades de escoamento:

Para evitar ruídos indesejáveis e por razões de durabilidade as velocidades de escoamento devem variar entre 0,5 m/s e 2.0 m/s.

7.4.3. Factores determinantes no dimensionamento das tubagens: - Caudal de água a assegurar; - Pressão mínima a assegurar nos dispositivos; - Desenvolvimento da rede e altura de distribuição; - Material constituinte das tubagens. 7.4.4. Determinação diâmetros e perdas de carga contínuas

A determinação dos diâmetros e perdas de carga contínuas das tubagens podem ser feito através da Equação de Continuidade e da fórmula de Flamant.

1 – Determinar o caudal de cálculo 2 – Determinar o diâmetro da tubagem e correspondente perda de carga de percurso

v

QD

273,1=

4/54/74

−⋅⋅= DvbJ

Em que: D – Diâmetro (m) Q – Caudal (m3/s) v – velocidade de escoamento (m/s) J – Perda de carga (m/m) b – factor caracterizador da rugosidade do material Podem ser adoptados nos casos correntes os seguintes valores para o factor b: b = 0,00023 para tubagens de aço; b = 0,000152 para tubagens de cobre ou aço inox; b = 0,000134 para tubagens de materiais plásticos.

30

7.4.5. Perdas de carga localizadas

Para além das perdas de carga contínuas ocorridas ao longo das tubagens, existem também perdas de carga associadas às singularidades existentes na rede como curvas, etc.

Para casos correntes é admissível um incremento de 20% às perdas de carga de percurso evitando-se desta forma a determinação exaustiva dos valores referentes às mesmas, devem ainda ser mencionados, quando adoptados, os valores considerados para as perdas localizadas nos contadores, aparelhos produtores de água quente, etc.

7.4.6. Verificação das condições de pressão

Para verificação da pressão necessária na rede pública de abastecimento de água após conhecimento das perdas de carga totais num determinado troço que conduz a água da rede pública até a um ponto x, pode ser utilizada a seguinte expressão:

tnxnecHZPP ∆++=

Em que: Pnec - pressão necessária na rede pública (m.c.a.) Px – pressão a garantir no dispositivo mais desfavorável (m.c.a.) Zn – diferença de cotas entre o ponto x e a rede pública (m) ∆Ht – perdas de carga totais (m.c.a.)

7.4.7. Tabela de cálculo hidráulico

Em seguida é apresentada uma sugestão para a elaboração da tabela de cálculo hidráulico.

31

32

8. Lista de fabricantes / fornecedores Através de uma pesquisa com um motor de busca pela Internet consegue-se aceder a inúmeros fabricantes e fornecedores de todo o tipo de material utilizado nas redes prediais de abastecimento de água e, outras tantas alternativas, para soluções de sistemas solar. Assim, aqui ficam alguns desses exemplos:

Nome Materiais Comercializados Contactos

Fersil Tubagens PEAD, PVC, PP www.fersil.pt

Macolis Tubagens Cobre, Inox, PEX, PPR Ferramentas para canalizações www.macolis.pt

Coprax Tubagens PPR, Multicamadas www.coprax.com

Hidronir Tubagens PPR, Multicamadas www.hidronir.pt

Ferpinta Tubagens Ferro Preto, Aço Galvanizado www.ferpinta.pt

Tiba Tubagens PEAD, PVC, Multicamadas www.tiba.pt

Vulcano Esquentadores, Termoacumuladores, Aquecimento Central www.vulcano.pt

Grundfos Sistemas de Bombagem www.grundfos.pt

Ovava Sistemas de Bombagem www.ovava.com

Cirelius Tubagens, acessórios e ferramentas www.cirelius.pt

Gasfomento Sistemas e equipamento de energia solar www.gasfomento.pt

Estec Sistemas e equipamento de energia solar www.estec.com.pt

Immosolar Sistemas e equipamento de energia solar www.immosolar.com

Hiperclima Sistemas e equipamento de energia solar www.hiperclima.pt

Junkers Sistemas e equipamento de energia solar www.junkers.com

33

9. Bibliografia

[1] Vítor M. R. Pedroso, Manual dos Sistemas Prediais de Distribuição e Drenagem de Águas, LNEC, 2004. [2] Manual de Redes Prediais, EPAL, versão 2/2006. [3] Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais, Editora Rei dos Livros, 5ª edição, 2004. (DR23/95 de 23 de Agosto). [4] J.S. Brazão Farinha, Tabelas Técnicas, 2007. [5] Manual Técnico - UPONOR

Documents

Rede Predial de Água