aula de instalacoes prediais de água fria
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INSTALAÇÕES HIDRO-SANITÁRIAS
I - ÁGUA FRIA
II - ÁGUA QUENTE
III- INCÊNDIO
IV - ESG. SANITÁRIOS
V- ÁGUAS PLUVIAIS
VI - GÁS
Engº Simon Bolivar M. Mendes
Bibliografia Hélio Creder, Instalações Hidráulicas e Sanitárias.Rio de Janeiro.Editora LTC. 5a Edição. Macintyre, Archibald Joseph. Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais.Rio de Janeiro.Editora LTC. 3a Edição. Botelho, Manoel Henrique/Ribeiro Jr, Geraldo Andrade.São Paulo.Editora Blucher.3a Edição Bibliografia Complementar Azevedo Neto, José M. de. São Paulo.Editora Blucher. 2a Edição. Porto, Roberto de Melo.Hidráulica Básica. São Paulo. Editora USP.3a Edição Silvestre, Paschoal. Hidráulica Geral. Editora LTC. 1a Edição
I - INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA
ENG. SIMON BOLIVAR M. MENDES
INTRODUÇÃO
• O que é uma instalação predial de água fria?
• É um conjunto de tubulações, equipamentos, reservatórios e dispositivos existentes a partir do ramal predial, destinado ao abastecimento dos pontos de utilização de água do prédio, em quantidade suficiente e mantendo a qualidade da água fornecida pelo sistema de abastecimento.
Engº Simon Bolivar M. Mendes
Engº Simon Bolivar M. Mendes
INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS
• Coluna de Distribuição Leva ao apartamento a água proveniente da caixa d’água.
• Coluna de Águas Servidas É a coluna que recebe toda a água utilizada no apartamento, como esgoto, tanque e banheiros.
• Nos prédios mais antigos , são confeccionadas em ferro fundido e nos atuais em tubos de p.v.c. . Quando necessário, serão substituídas em tubos de p.v.c.
Engº Simon Bolivar M. Mendes
• Coluna de Águas Pluviais Coluna que recebe toda as águas provenientes de chuvas.
• Como a coluna de águas servidas, nos prédios mais antigos , são confeccionadas em ferro fundido e nos atuais em tubos de p.v.c. . Quando necessário, serão substituídas em tubos de p.v.c.
• Barriletes Centrais de distribuição de água, que estão localizadas logo abaixo das caixas d’água superiores, e que possuem a função de distribuir água limpa pelas tubulações.
Engº Simon Bolivar M. Mendes
Válvulas Redutoras de Pressão Têm como finalidade diminuir a pressão da água dentro da tubulação, tornando mais fácil o manuseio de torneiras, chuveiros, máquinas de lavar, filtros em geral encontrados dentro dos apartamentos.
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• Ligações da caixa d’água
• Além da tubulação de alimentação, que termina na torneira de bóia, existem na caixa d’água mais três tipos de ligação: ladrão, lavagem e barriletes.
• O ladrão fica localizado na parte superior da caixa d’água, próximo à borda. Sua função é evitar que água transborde, caso a torneira de bóia falhar. Justamente para isto, o diâmetro do ladrão tem que ser maior do que a tubulação de entrada.
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AULA 02
Em geral, nas residências se usa tubo de 25 mm na alimentação e de 32 mm no ladrão e na tubulação de lavagem. Esta última fica exatamente no fundo, bem rente à borda, e sua função é esvaziar totalmente a caixa para limpeza ou manutenção. Para tanto a tubulação de lavagem tem um registro, para ser aberto única e exclusivamente nesta ocasião.
BARRILETE
O barrilete coleta a água pelo menos 10 cm acima do fundo da caixa, para evitar que se use água contaminada pelos depósitos que vão sedimentando no fundo da caixa. A saída para lavagem coleta a água o mais próximo possível ao fundo, justamente para retirar as partículas sedimentadas
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Res em fibra de vidro, tubos partem da lateral, evitam os apoios
• Ramais de distribuição
• Dos barriletes saem as colunas de distribuição e daí para os ramais de distribuição. Os ramais de distribuição, por sua vez, levam a água fria através do imóvel conduzindo-a até os sub-ramais e daí para os pontos de consumo, constituídos pelos chuveiros, torneiras, etc.
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Em pequenas obras, costuma-se sair com um tubo de 50 mm para alimentar o banheiro (com válvula de descarga) e outra de 25 ou 32 mm para alimentar cozinha, área de serviço e banheiros com bacia de caixa acoplada.
Em obras maiores, com mais cômodos, é conveniente fazer uma saída para cada banheiro, outra para a cozinha e outra para a área de serviço. Com isto, um ambiente não interfere no funcionamento do outro, pois ficam totalmente independentes.
Caso o banheiro utilize caixa acoplada ao invés de válvula de descarga, pode ser alimentado com um único tubo de 25 ou 32 mm, que servirá também para o chuveiro e pia. Se o projeto estiver prevendo aproveitamento de água de chuva, de cisterna ou de reuso, deverá haver uma caixa d’água e uma tubulação especificamente para o vaso sanitário, pois não se deve utilizar água reciclada no chuveiro, nas pias, na cozinha e na área de serviço.
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As medidas de tubo que indicamos acima são genéricas, mas são também as mais usadas, tanto que acabaram virando padrão para os dispositivos encontrados no comércio. Atendem realmente à maioria dos casos de pequenas obras, mas se você tiver um projeto diferente, como um comércio ou indústria, ou até mesmo uma residência um pouco mais sofisticada precisará dimensionar a tubulação.
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ELABORAÇÃO DE PROJETO
1. Planta baixa, cortes, detalhes e vistas isométricas c/ o traçado dos condutos.
2. Memória descritiva, justificativa e de cálculo;
3. Especificações do material e normas para a sua aplicação (opcional)
4. Orçamento (opcional)
• Deve constar na planta de arquitetura a localização das caixas d’água e dos diversos pontos de consumo;
• Escala de projeto: 1:50; 1:100
• Detalhes: 1:20; 1:25
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TERMINOLOGIA
• Aparelho sanitário, barrilete, caixa de descarga, conjunto elevatório, instalação elevatória, consumo diário, extravasor, coluna de distribuição, ramal, sub-ramal, ramal predial, vávula de retenção e vazão
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1.0 – DADOS PARA PROJETO
1.1 TIPOS DE SISTEMA
1. Sistema direto de distribuição
2. Sistema indireto de distribuição, sem bombeamento
3. Sistema indireto de distribuição, com bombeamento
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FIG. 1.1 – SISTEMA DIRETO
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FIG 1.2 – SIST INDIRETO (descendente)
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SIST INDIRETO (com bombeamento)
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ESQUEMA DE UM SIST. PREDIAL DE ÁGUA FRIA
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ÁGUA FRIA
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ÁGUA FRIA E ÁGUA QUENTE
ISOMÉTRICA
1.1 – TAXA DE OCUPAÇÃO
Para calcular o consumo residencial diário, considera-se a seguinte taxa de ocupação: cada quarto social ocupado por duas pessoas e cada quarto de serviço, por uma.
Na falta de dados para outros casos, pode-se considerar a tabela 1.1
Para efeitos didáticos, para prédios públicos ou comerciais, pode-se considerar
as taxas de ocupação apresentadas a seguir:
Local Taxa de ocupação
Bancos Uma pessoa por 5,00 m2 de área
Escritórios Uma pessoa por 6,00 m2 de área
Pavimentos térreos Uma pessoa por 2,50 m2 de área
Lojas (pavimentos superiores) Uma pessoa por 5,00 m2 de área
Museus e bibliotecas Uma pessoa por 5,50 m2 de área
Salas de hotéis Uma pessoa por 5,50 m2 de área
Restaurantes Uma pessoa por 1,40 m2 de área
Salas de operação (hospital) Oito pessoas
Teatros, cinemas e auditórios Uma cadeira para cada 0,70 m2 de área
Fonte: Creder (1995)
TAB. 1.1
1.2 – CONSUMO DE ÁGUA
Tipo de edificação Consumo (litros/ dia)
Alojamentos provisórios
Ambulatórios
Apartamentos de padrão médio
apartamento de padrão luxo
Cavalariças
Cinemas e teatros
Creches
Edifícios públicos ou comerciais
Escolas- externatos
Escolas- internatos
Escolas- semi-internatos
Escritórios
Garagens e postos de serviços
Garagens e postos de serviços
Hotéis (sem cozinha e sem lavanderia)
Hotéis (com cozinha e com lavanderia)
Hospitais
Industrias- uso pessoal
Indústrias- com restaurante
Jardins (rega)
Lavanderias
Mercados
Orfanatos, asilos e berçários
Postos de serviço para automóveis
Piscinas- lâmina de água
Residência popular
Residência de padrão médio
Residência padrão luxo
Restaurantes e similares Templos
80 - per capita
25 - per capita
250- per capita
300- per capita
100- por cavalo
2- por lugar
50- per capita
80- per capita
50- per capita
150- per capita
100- per capita
50- per capita
150- por automóvel
200- por caminhão
120- por hóspede
250- por hóspede
250- por leito
80- por operário
100- por operário
1.5- por m2
30- por kg de roupa seca
5-por m2 de área
150-per capita
150-por veículo
2.5-cm por dia
150-per capita
250-per capita
300-per capita
25-por refeição 2-por lugar
CONSUMO DIÁRIO
1.3 – DIMENSIONAMENTO DO ALIMENTADOR PREDIAL
1.3 - Dimensionamento do alimentador predial (ramal predial interno) No sistema indireto admite-se abastecimento continuo durante 24 horas e que a vazão atende o consumo de água. • Qap (m3/s) = CD / 86.400 ou Qap (m) = (4 Q / 3,1416 V)1/2 onde: Qap= Vazão do alimentador predial em m3/s CD= Consumo diário em m3 V= Velocidade da água – 0,6 a 1,0 m/s
Uma outra forma de calcular o diâmetro do alimentador predial é através do Ábaco de Fair-Whipple-Hsiao. Entra-se com o valor do consumo diário e a velocidade fixada em 1 m/s. Obs.: O diâmetro mínimo é de ¾”(20 mm) Ex.: Dimensionar o ramal predial para o consumo diário de 68.160 l Resp.: Usando a tabela: Para Q = 68,16 m3/dia e V=1,0 m/s, pela tab. Encontro DN=32 Usando o Ábaco: Q = 68160/86400 = 0,79 l/s e V= 1 m/s, entro no Ábaco e encontro D = 1 ¼” (32 mm)
TUBOS COBRE E PVC
TUBO AÇO GALV. E FeFo
1.4 – CAPACIDADE DOS RESERVATÓRIOS
Prever reservatórios com capacidade suficiente para dois dias de consumo e mais a reserva de incêndio que é de 15% a 20% do consumo diário.(segundo a NBR-5626/98)
• Res. Superior = 2/5 da capacidade de reservação
• Res. Inferior = 3/5 da capacidade de reservação
UMA OUTRA FORMA SERIA:
Exercício 01: Um edifício de 10 pavimentos com 4 apartamentos por pavimento, sendo cada apartamento com 3 quartos sociais e um de empregada mais o apartamento do zelador. Determinar a capacidade dos reservatórios
Resp.:
Cada apto 7 pessoas
Cada pav `4x7 = 28 pessoas
10 pav 10x28 = 280 pessoas
Apto do zelador 4 pessoas
Total: 284 pessoas
Taxa “per capita”de água 200 l/hab.dia (tab. 1.2)
Consumo diário 200x284 = 56800 l
Consumo p/ dois dias 2x56800 = 113600 l
Reserva de incêndio (20%) 0,2x56800 = 11360 l
Vol total = 113600 + 11360 = 124960 l
Cap do res inferior = (3/5) 124960 = 74976 = 75000 l = 75 m3
Cap do res sup = (2/5) 124960 = 49984 l = 50000 l = 50 m3
Exercício 02: Um prédio de apartamentos tem 48 apartamentos de sala, 3 quartos e 1 quarto de empregada mais o apartamento do zelador e 48 vagas de garagem onde é permitida a lavagem de carro. Determinar a capacidade do res inferior e superior.
Resp.:
48 aptos(3qtosx 2 pessoas+1qto empx 1 pessoa)x200l/hab.dia =
67200 l
Apartamento do zelador: 4 x 200 = 800 l
Garagem (lavagem de carro): 48 x 50 l/carro (tab 1.2): 2400 l
Consumo diário total: 70400 l
Consumo para dois dias 2x70400 = 140800 l
Taxa para incêndio (20% consumo diario): 0,2x70400 = 14080 l
Vol total = 140800 + 14080 = 154880 l
Res inf = 3x154880/5 = 92928 l = 93 m3
Res sup = 2x154880/5 = 61952 l = 62 m3
1.5 - VAZÃO DAS PEÇAS DE UTILIZAÇÃO • VER TAB. 1.3
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AULA 03
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1.6 - CONSUMO MÁXIMO PROVÁVEL NUNCA HÁ A POSSIBILIDADE DE USO SIMULTÂNEO DE TODAS
AS PEÇAS ( ver tab 1.4)
PELA NORMA: Q = C. ∑𝑃 Q = vazão provável em l/s C = coef. de descarga = 0,30 l/s ΣP = soma dos pesos de todas as peças de utilização do
trecho considerado
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TAB. 1.4
Com o peso das peças de utilização pode-se determinar o diâmetro e a vazão das canalizações, veja a fig. 1.5 a
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Exercício: Dimensionar um encanamento (ramal) que alimenta um banheiro, com as seguintes peças: um vaso sanitário, um lavatório, um bidê, uma banheira e um chuveiro.
Resp.:
Os pesos correspondentes às peças são:
Vaso sanitário (com válvula) 40
Lavatório 0,5
Bidê 0,1
Banheira 1,0
Chuveiro 0,5
SOMA 42,1
Entrando no ábaco 1.5 a, ∑Pesos = 42,1, então, encontro a vazão = 1,9 l/s e o diâmetro do tubo de 1 ¼” (32 mm).
Obs.: usando a fórmula de vazão: Q = C√.ΣP = 0,3 x 42,10,5 = 1,95l/s
_______________________________________________________
Empregando-se a tab. 1.4 (Probabilidade de uso simultâneo), teríamos:
- Aparelhos comuns = 4, logo 68%
- Aparelhos com válvula = 1, logo 100%
- Soma dos pesos aparelhos comuns: 0,68 x (0,5+0,1+1+0,5) = 1,4
- Soma dos pesos aparelho com válv.: 1 x 40 = 40
- Total dos pesos = 1,4 + 40 = 41,4
- Usando o ábaco 1.5 a, tem-se D = 32 mm
2.0 – DIMENSIONAMENTO DOS ENCANAMENTOS
2.1 – DIÂMETRO DOS SUB-RAMAIS
2.2 - RAMAIS
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TAB. 1.9 – SEÇÕES EQUIVALENTES (MÉTODO DO CONSUMO
MÁXIMO POSSÍVEL)
Pelo consumo máx. Possível, usamos o método das seções equivalentes, em que todos os diâmetros são expressos em função da vazão obtida com ½ polegada.
Obs.: Há também o método do consumo máximo provável, usa-se a fig 1.5 b. Não será utilizado nesse curso.
15 20 32 25 40 50 60 75 100
Exercício 01: Dimensionar um ramal para atender as seguintes peças de uso simultâneo em uma residência:
Sub-ramal 1: pia de cozinha
Sub-ramal 2: vaso sanitário com válvula de descarga
Sub-ramal 3: Lavatório
Sub-ramal 4: Tanque de lavar
P VS LV T
Resp.:
Dimensionamento dos sub-ramais, ver tab. 1.8
Pia de cozinha: DN- 15 (1/2”)
Vaso Sanitário: DN-32 (11/4”)
Lavatório: DN- 15 (1/2”)
Tanque: DN-20 (3/4”)
Seção equivalente: 1+ 10,9 + 1 + 2,9 = 15,8 (Tab 1.9)
P VS LV T
Com o total de 15.8, pela tabela 1.9 (seção equiv.) constata-se que um ramal de 1 ½” satisfaz.
Exercício 02: Dimensionar um ramal, alimentando simultaneamente 3 ch e 3 LV de um colégio.
Seção Eq:1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 6 (Tab 1.9……..diâmetro do ramal = 1” (DN-25))
CH CH
CH LV LV LV
1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2
P VS LV T
1 ½”(40)
2.3 – DIÂMETRO DAS COLUNAS DE DISTRIBUIÇÃO
• Método de Hunter
É bom lembrar que deve-se evitar ramais longos, é preferível criar novas colunas de distribuição.
É conveniente projetar uma coluna só para os vasos sanitários e outra para atender as demais peças.
2.3 – COLUNAS (MÉTODO DE HUNTER)
COL TRE P.U P AC Q D VEL L REAL L EQ Lt P DISP J Hf P JUS OBS
l/s mm m/s m m m mca m/m m mca
(a) (b) © (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (l) (m) (n) (o)
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DESCRIÇÃO DA PLANILHA
a) Numerar a coluna;
b) Marcar com letras os trechos em que haverá; derivações para os ramais;
c) Somar os pesos de todas as peças de utilização (tab. 1.3);
d) Juntar os pesos acumulados no trecho;
e) Determinar a vazão, em l/s, usando a fig. 1.5 a;
f) Arbitrar um diâmetro D em polegada ou mm
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g) Obter V em m/s e J em m/m (fig. 1.8; 1.9 ou 1.11. OBS.: Se V>3,0 m/s, escolher um D maior; Obs. Não considerar a tab. 1.7 de vel. máx do livro do Hélio
Creder h) Comprimento real ( medido em planta) i) Comprimento equivalente (Leq) – devido a perdas
localizadas; j) Comprimento total- Lt = L+Leq; l) Pressão disponível no ponto considerado: diferença de nível
entre NA do res e este ponto; m) Perda de carga unitária (ver item g); n) Perda de carga total – h = Lt x J;
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FIG 1.8 - TUBO AÇO GALV. E FeFo
FIG 1.9 -TUBOS COBRE E PVC
Exercício 01: Dimensionar as colunas 1,2 e 3 de um edifício residencial de quatro pavimentos, que atendam as seguintes peças por pavimento:
• Coluna 1: aquecedor, banheira, chuveiro, lavatório e bidê nos 2o, 3o e 4o pav. e vaso sanitário com caixa de descarga, banheira, chuveiro, lavatório e bidê no 1o pavimento.
Obs.: o aquecedor irá atender, B+CH+L+BD
• Coluna 02: Vaso sanitário com válvula de descarga
• Coluna 03: Vaso sanitário com válvula de descarga, pia, filtro, tanque e chuveiro
AULA 04
• Pé direito: 3,0 m
• Tubulação em ferro galvanizado
• Pressão disponível na derivação do 4o pav = 5,5 m
• Comprimento real da tubulação até a derivação no 4o pav.:
A-B = 10,5 m
A-F =7,5 m
A-J = 8,5 m
Diâmetro do barrilete = 2 ½”(63 mm)
AQ = aquecedor; VS = vaso sanitario; BD = bidê; CH = chuveiro; B = banheira; L = lavatório; P = pia; F = filtro; T = tanque
DIMENSIONAMENTO DAS COLUNAS (MÉTODO DE HUNTER)
COL TRE PESO
UNIT
PESO
AC.
Q D VEL L REAL L EQ Lt P DISP J Hf P JUS OBS
l/s mm m/s m m m mca m/m m mca
(a) (b) © (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (l) (m) (n) (o)
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TAB 1.3 FIG 1.5 a FIG 1.5 a FIG 1.8 FIG 1.13 a FIG 1.8
COLUNA (a)
TRECHO (b)
PESO UNIT © TAB 1.3
PESO ACUMULADO (d)
Q(L/S) FIG 1.5a (e)
D(mm) FIG 1.5a (f)
V(m/s) FIG 1.8 (g)
L REAL (m) (h)
Leq (m) FIG 1.13 (i)
L TOTAL (m) (j)
P DISP(m) (l)
PERDA CARGA UNIT FIG 1.8 (m)
PERDA CARGA TOTAL (n)
PRESSÃO A JUS (o)
1 A-B B-C C-D D-E
4,2 4,2 4,2 2,4
15 10,8 6,6 2,4
1,17 0,98 0,78 0,47
32 25 25 20
1,5 1,8 1,5 1,6
10,5 3,0 3,0 3,0
7,43 1,66 1,66 1,25
17,93 4,66 4,26 4,25
5,50 6,17 7,91 10,07
0,13 0,27 0,18 0,24
2,33 1,26 0,84 1,02
3,17 4,91 7,07 8,82
2 A-F F-G G-H H-I
40 40 40 40
160 120 80 40
3,8 3,3 2,7 1,9
50 40 40 40
1,9 2,4 2,0 1,5
7,5 3,0 3,0 3,0
12,05 2,5 2,5 0,95
19,55 5,5 5,5 3,95
5,5 6,15 7,77 9,83
0,12 0,25 0,17 0,1
2,35 1,38 0,94 0,40
3,15 4,77 6,83 9,43
3 A-J J-L L-M M-N
42,3 42,3 42,3 42,3
169,2 126,9 84,6 42,3
3,9 3,4 2,8 1,95
50 50 40 40
1,8 1,6 2,0 1,6
8,5 3,0 3,0 3,0
17,48 3,30 2,50 0,95
25,98 6,30 5,50 3,95
5,50 5,38 7,81 9,82
0,12 0,09 0,18 0,11
3,12 0,57 0,99 0,43
2,32 4,81 6,82 9,39
OBS.01: CONFERIR A PRESSÃO A JUS COM A PRESSÃO DE SERVIÇO – TAB 1.6 OBS.02: Por construção: A-B = 10,5 m; A-J = 8,5 m; A-F = 7,5 m
RESP.:
I - COLUNA 1
Pesos unitários no 2o, 3o e 4o pav.(tab 1.3)
B CH L BD
AQ = 1 + 0.5 + 0.5 + 0.1 = 2,1
AQ = 2.1
B = 1.0
CH = 0.5
L = 0.5
BD = 0.1
TOTAL = 4,2
Pesos unitários no 1o pav.
VS c/ cx. descarga = 0.3
B = 1.0
L = 0.5
CH = 0.5
BD = 0.1
TOTAL = 2.4
Total da coluna 01= (pav. 2,3 e 4) + pav. 1 = 3 x 4.2 + 2.4 = 15.0
Na fig. 1.5a: com o peso acumulado de 15.0 encontra-se:
Q = 1,17 l/s e D = 1 ¼” (32 mm)
Velocidade (fig 1.8) … V = 1,5 m/s
Obs 01. Pode-se usar a eq da continuidade
Obs. 02: Se a velocidade for maior que 3,0 m/s escolher um Diâmetro maior
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FIG 1.8 - TUBO AÇO GALV. E FeFo
Perdas de carga localizadas transformadas em comprimento eq.
Fig. 1.13a e Fig. 1.13b
Trecho A-B:
Reg. gaveta 2 ½” (63 mm) 0.4 m
Tê de 2 ½” 4.16 m
Curva de raio longo de 1 ¼”(32mm) 0,79 m (macho e femea)
T de 1 ¼” 2,08 m
TOTAL 7,43 m
Obs: A redução é desprezível a perda de carga
• TRECHO B-C
Tê de 1” (25mm) 1,66 m
• TRECHO C-D
Tê de 1” 1,66 m
• TRECHO D-E
Curva de ¾”(20mm) 0,48 m
PERDA DE CARGA UNITÁRIA (J) – [m/m]
Fig 1.8
Trecho A-B
Com Q = 1,17 l/s e D = 32 mm (1 ¼”), tem-se V=1,5 m/s e J=0.13m/m
hf = 0,13 x 17,93 = 2,33 m
Trecho B-C
Com Q = 0,98 l/s e D = 25 mm, tem-se V=1,8 m/s e J=0.27 m/m
hf = 0,27 x 4,66 = 1,26 m
Trecho C-D
Com Q=0,78 l/s e D=25mm, tem-se V=1,5 m/s e J=0,18 m/m
hf = 0,18 x 4,66 = 0,84 m
Trecho D-E
Com Q=0,47 l/s e D= 20 mm, tem-se V=1,6 m/s e J=0,24 m/m
hf = 0,24 x 4,23 = 1,02 m
PRESSÃO DISPONIVEL
Trecho A-B = 5,5 m (dado)
Pressão a jusante do trecho A-B = 5,5 – 2,33 = 3,17 m
Pressão disponível do trecho B-C = (5,5 + 3.0) – perda de carga em A-B = 8,5 – 2,33 = 6,17 m
Pressão a jus. de B-C: 6,17 – 1,26 = 4,91 m
Pressão disp. de C-D = (5,5+3+3) – perda de carga em A-B - perda de carga em B-C = 11,5 – 2,33 – 1,26 = 7,91 m
Pressão a jus. de C-D = 7,91-0,84 = 7,07 m
Pressão disp. de D-E = (5,5+3+3+3) – 2,33 – 1,26 – 0,84 = 10,07 m
Pressão a jus. de D-E = 10,07 – 1,02 = 8,82 m
II – COLUNA 2
Trecho A-F
Peso unitário = 40
Peso acumulado = 4 x 40 = 160
Vazão: (fig 1.5a)……com o peso ac = 160, tem-se Q = 3,8 l/s e
D = 50 mm ou 2”
Vel. e perda de carga unitária(J): (fig 1.8) …com Q e D, tem-se V = 1,9 m/s e J = 0,12 m/m
Comprimento real = 7,5 m (tirado da planta)
Perdas localizadas:
Registro de gaveta de 2 ½” (63 mm) 0,4 m
Tê de 2 ½” 2 x 4,16 = 8,32 m
Tê de 2” (50 mm) 3,33 m
Total 12,05 m
Comprimento total = 7,5 + 12,05 = 19,55 m
Pressão disponível = 5,5 m
Perda de carga total = 0,12 x 19,55 = 2,35 m
Obs.: SEGUE O MESMO PROCEDIMENTO PARA OS DEMAIS TRECHOS
Trechos F-G e G-H:
Perda de carga localizada (comprimento equivalente)
Tê de 1 ½” (40mm) 2,50 m
Trecho H-I:
Curva raio longo de 1 ½” 0,95 m
Perda de carga unitária (J)
Fig 1.8
III – COLUNA 3
Pesos unitários (Tab 1.3)
VS (c/ VD) 40
P 0.7
F 0.1
T 1.0
CH 0.5
Total 42.3
Peso acumulado
Trecho A-J: 4 x 42,3 = 169,2
Na fig 1.5a com o peso ac. encontro Q e D
Vel, na fig 1.8 com Q e D encontro J e V
Comprimento equivalente (perda localizada)
Trecho A-J (fig 1.13a e fig 1.13b)
Reg de gaveta de 2 ½” (63mm) 0,4 m
Tê de 2 ½” 3 x 4,16 = 12,48 m
Curva de raio longo de 2” 1,27 m
Tê de saída de 2” 3,33 m
Total 17,48 m
Trecho J-L
Tê de 2” 3,3 m
Trecho L-M
Tê de 1 ½” 2,50 m
Trecho M-N
Curva de raio longo 1 ½” 0,95 m
VERIFICAÇÃO:
Pressão estática em E
5,5 + 3 + 3 + 3 = 14,5 m
∑Perdas de carga até E: 2,33+1,26+0,84+1,02 = 5,45 m
Pressão estática em em E: Pressão a jus de E + ∑perdas = 8,82+5,45 = 14,3 m OK!
VERIFICAÇÃO:
Pressão estática em I
5,5 + 3 + 3 + 3 = 14,5 m
∑Perdas de carga até I = 5,07 m
Pressão a jus. de H-I = 9,43 m
Pressão estática em em I: 9,43+5,07 = 14,5 m OK!
VERIFICAÇÃO:
Pressão estática em N
5,5 + 3 + 3 + 3 = 14,5 m
∑Perdas de carga até N = 3,12+0,57+0,99+0,43 = 5,11 m
Pressão a jus. de M-N = 9,39 m
Pressão estática em em N: 5,11+9,39 = 14,5 m OK!
Engº Simon Bolivar M. Mendes
3.0 – DIÂMETRO DO BARRILETE
3.1 – DEFINIÇÃO
É o cano que interliga as duas metades da caixa d’água e de onde partem as colunas de água.
3.2 – MÉTODO PARA O DIMENSIONAMENTO
a) Método de Hunter
b) Método das Seções Equivalentes
a) Método de Hunter
Fixa-se a perda de carga em 8% (perda de carga unitária)
Calcula-se a vazão como se cada metade da caixa atendesse à metade das colunas
Com J e Q entra-se no ábaco de Fair-White-Hsiao e encontra-se D.
b) Método das Seções Equivalentes
Usa-se a tab. 1.9 – Seções Equivalentes
Considera-se que metade da caixa atenda à metade das colunas.
Obs.: Este método às vezes encontra diâmetros um pouco exagerados.
Exercício: Dimensionar o barrilete da figura
Dados:
Tubos de ferro fundido
Vazões:
Col 1 = 4,0 l/s
Col 2 = 3,5 l/s
Col 3 = 3,4 l/s
Col 4 = 3,0 l/s
Resp.:
1o Método – Hunter
Barrilete A-B, atende as colunas 1 e 2
Barrilete C-D, atende as colunas 3 e 4
Vazão em A-B = Vazão na col 1 + vazão na col 2 = 7,5 l/s
Vazão em C-D = Vazão na col 3 + vazão na col 4 = 6,4 l/s
Barrilete A-B: Com Q = 7,5 l/s e J = 0,08 m/m, entro no ábaco fig. 1.8 e encontro D = 3”
Barrilete C-D: Com Q = 6,4 l/s e J = 0,08 m/m, entro no ábaco fig. 1.8 e encontro D = 3”
2o Método – Seções Equivalentes
Barrilete A-B:
A col 1 tem D=2 ½” logo, pela tab 1.9 tem-se 65,5
A col 2 tem D=2”logo, pela tab. 1.9 tem-se 37,8
65,5 + 37,8 = 103,3 que pela tab. 1.9, tem-se D = 3”
Barrilete C-D:
A col 3 tem D=2” logo, pela tab 1.9 tem-se 37,8
A col 4 tem D=1 ½”logo, pela tab. 1.9 tem-se 17,4
37,8 + 17,4 = 55,2 que pela tab. 1.9, tem-se D = 2 ½”
Obs.: Aconteceu do diâmetro encontrado do barrilete C-D ser menor que o diâmetro encontrado pelo Método de Hunter
4.0 – DIÂMETRO DAS TUBULAÇÕES DE RECALQUE E SUCÇÃO
4.1 – DEFINIÇÃO
Recalque: É o encanamento que vai da bomba ao reservatório superior.
Sucção: É o encanamento que vai do NA min do res. até a bomba
- Pela NB-92/80, NBR-5626 o Qmin da bomba é igual a 15% a 20% do consumo diário.
- Admitindo 20%, a bomba deverá funcionar durante 5 horas para recalcar o consumo diário.
- Exemplo: Se o consumo diário é 20 m3 a bomba terá que recalcar 4,0 m3/h (20/4 = 4 m3/h)
4.0 – DIÂMETRO DAS TUBULAÇÕES DE RECALQUE E SUCÇÃO
4.1 – DEFINIÇÃO
Recalque: É o encanamento que vai da bomba ao res. Superior
Sucção: É o encanamento que vai do NA mín do reservatório inferior até a bomba
• Pela NB-92/80 o Qmin da bomba é igual a 15% do consumo diário. Como dado prático, considerar 20%, logo a bomba deverá funcionar durante 5 horas para recalcar o consumo diário.
Ex.: Se o consumo diário é 20 m3 a bomba terá que recalcar 4,0 m3/hora
4.2 – DIÂMETRO DE RECALQUE
• Fórmula de Bresse: D = 1.3(X1/4).Q1/2
D = diâmetro em metros
Q = vazão em m3/s
X = número de horas de funcionamento da bomba/24 horas
4.3 – DIÂMETRO DA SUCÇÃO
Considera-se um diâmetro a mais
Ex.: Sabendo-se que o consumo diário de um prédio é 68160 l, dimensione o diâmetro da tubulação de recalque.
Resp.:
No de horas de funcionamento da bomba: 5 horas/dia
Vazão = 68160/5 = 13632 l/hora = 0,0038 m3/s
D = 1,3 x (5/24)1/4 x Q1/2
D = 0,052m = 52 mm
Dadotado = 50 mm (2”)
D sucção = 63 mm (21/2”)………75mm
5.0 – ESCOLHA DA BOMBA DE RECALQUE
Com os valores de altura manômetrica e vazão, escolhe-se a bomba adequada.
• Potência do motor
P = Ɣ.𝐴𝑀𝑇.𝑄
75.η
P = potência em CV
AMT = altura manômetrica total em metros
Q = vazão em 𝑚3/s
η = rendimento do conj motor-bomba
Ɣ= peso específico da água = 1000 kg/𝑚3
BOMBAS
Potência instalada
Admitir, na prática, uma certa folga para os motores elétricos.
Acréscimos:
50% para as bombas até 2 CV
30% para as bombas até 2 a 5 CV
20% para as bombas até 5 a 10 CV
15% para as bombas até 10 a 20 CV
10% para as bombas de mais de 20 HP
Potência dos motores elétricos fabricados no Brasil; CV ¼, 1/3, ½, ¾, 1, 11/2, 2, 3, 5, 6, 71/2, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 50, 80, 100, 125, 150, 200 e 250 Obs.: Para potências maiores os motores são fabricados sob encomenda.
Dimensionar um conjunto motor-bomba centrífuga para recalcar a água do reservatório inferior para o res superior de um edificio residencial de 10 pav com os seguintes dados.
Consumo diário + incêndio: 60000 l
Altura de sucção 2,0 m
Altura de recalque 40,0 m
Comprimento da sucção 3,0 m
Comprimento do recalque 62,0 m
• Usar tubos de ferro galvanizado
• Rendimento do conj. motor-bomba: 50%
Resp.:
a) Cálculo dos diâmetros de recalque e sucção
No de horas de funcionamento da bomba = 5
Vazão horária: 60000/5 = 12000 l/h = 0,00333 m3/s
D = 1,3. 5/244 . 0,00333 = 1,3 x 0,67 x 0,0577 = 0,05m =50mm
Drecalque = 50 mm (2”)
Dsucção = 63 mm (21/2”)
b) Cálculo do comprimento equivalente na sucção
Fig 1.13a e Fig 1.13b
1 válvula de pé 17,0 m
1 curva de 90o 1,68 m
2 joelhos 2x2,35 4,7 m
2 registros de gaveta 2x0,4 0,8 m
1 tê de saída bilateral 4,16 m
TOTAL 28,34 m
Comprimento da sucção 3,00 m
TOTAL 31,34 m
c) Cálculo da perda de carga unitária na sucção (J)
Com D=21/2” e Q=3,33 l/s, entro no ábaco de Fair Whipple (fig 1.8) e encontro: J = 0.029 m/m e V = 1,0 m/s
d) Perda de carga total na sucção (hs)
Perda de carga total (hs) = 0,029 x 31,34 = 0,91 m
e) Comprimento equivalente para o recalque – 2” (50 mm)
1 válvula de retenção (leve) 4,2 m
5 cotovelos curtos (5x1,88) 9,4 m
1 saída de canalização 1,5 m
TOTAL 15,1 m
Comprimento do recalque 62,0 m
TOTAL: 15,1 + 62 = 77,1 m
f) Cálculo de J no recalque (fig 1.8)
Com D=2” e Q=3,33 l/s entro no ábaco e encontro J=0,09 m/m e V = 1,5 m/s
g) Perda de carga total no recalque (hr)
hr = 0,09 x 77,1 m = 6,94 m
h) Altura manômetrica total (AMT)
AMT = Hs + Hr + ∑hs + ∑hr = 2,0 + 40,0 + 0,91 + 6,94 = 49,85 m
i) Potência
P = Ɣ.𝐴𝑀𝑇.𝑄
75.η =
1000𝑥49,85𝑥0,0033
75𝑥0,5 = 4,39 CV
P = 1,3 x 4,39 = 5,7
Padotada = 6 CV
Obs.: Para a escolha definitiva da bomba, entramos na curva da bomba com os valores de AMT x Q (m3/h) e escolhemos o tipo de bomba (ver fig).
AMT = 49,85 m e Q = 12 m3/h, encontro uma bomba KSB ETABLOC
ESCANEAR FIG PAG 67