Dimensionamento de Reservatórios

Dimensionamento de Reservatórios

AULA 9 8. Dimensionamento de Reservatórios

8.1. Estimativa de Consumo

Para fazer o dimensionamento de Reservatórios, seja uma residência térrea ou sobrado ou até mesmo um edifício, precisaremos fazer uma estimativa de consumo de água.

Esta estimativa varia de acordo com o uso do edifício. Se for de uso residencial, por exemplo, a estimativa é per capita (por morador), se for uma escola, por aluno e se for um supermercado, por metro quadrado de área.

A estimativa de consumo diário é dada pela Norma NBR-5626 através de duas tabelas:

Tabela 1 - Estimativa de consumo diário de água

Tipo de PrédioUnidadeConsumo diário (l/dia)

1. Serviço doméstico Apartamentos per capita 200 Apartamentos de luxoper capita300 a 400 por quarto empregada 200

Residência de luxoper capita300 a 400 Residência de médio valorper capita150 Residências Populares per capita120 a 150

Alojamentos Provisórios de obraper capita80

Apartamento de zeladorper capita600 a 1.0

2. Serviço público

Edifícios de escritóriopor ocupante efetivo50 a 80

Escolas, internatosper capita150 Escolas, externatospor aluno50 Escolas, semi-internatospor aluno100

Hospitais e postos de saúdepor leito250

Hotéis com cozinha e lavanderiapor hóspede250 a 350

Hotéis sem cozinha e lavanderia por hóspede 120

Lavanderiaspor kg de roupa seca 30

Quartéis por soldado 150 Cavalariças por cavalo 100 Restaurantes por refeição 25 Mercadospor m2 de área5

Garagens e postos de serviços por automóvel 100

Rega de jardinspor m2 de área1,5 Cinemas e teatrospor lugar2 Igrejaspor lugar2 Ambulatórios per capita 25 Crechesper capita50

3.Serviço Industrial Fábricas (uso pessoal)por operário70 a 80 Fábrica com restaurantepor operário100 Usina de leitepor litro de leite5

Matadouros de animais de grande portepor animal300

Matadouros de animais de peq. portepor animal150

Piscinas domiciliarespor área2 cm de lâmina de água

Tabela 2 - Taxa de ocupação de acordo com a natureza do local

Natureza do localTaxa de ocupação Prédio de apartamentos2 pessoas por dormitório Prédio de escritórios: - uma só entidade locadora1 pessoa por 7 m2 de área

- mais de uma entidade locadora1 pessoa por 5 m2 de área

- Segundo o código de obras do 6 litros por m2 de área útil

R.J. Restaurantes1 pessoa por 1,5 m2 de área

Teatros e cinemas1 cadeira para cada 0,70 m2 de área

Lojas (pavimento térreo)1 pessoa por 2,5 m2 de área Lojas (pavimentos superiores)1 pessoa por 5,0 m2 de área Supermercados1 pessoa por 2,5 m2 de área Shopping Centers1 pessoa por 5,0 m2 de área Salões de hotéis1 pessoa por 5,5 m2 de área Museus1 pessoa por 5,5 m2 de área

8.2. Capacidade dos reservatórios

A capacidade dos reservatórios não pode ser inferior ao consumo diário calculado e recomenda-se que não seja superior a 3 vezes o mesmo.

Tudo vai depender da região onde o projeto está sendo implantado. Existem regiões de São Paulo que raramente faltam água como por exemplo a área da Av. Paulista, por causa da grande concentração de hospitais. Nessas regiões, podemos calcular pela capacidade mínima. Outras regiões da grande S. Paulo não têm a mesma sorte. Podem ficar dias sem abastecimento. O importante é ficar atento na hora de projetar ou se quiser, adotar a média: 1,5 vezes a estimativa diária de consumo.

8.2.1. Reservatórios em edifícios

De acordo com a Sabesp, se a edificação tiver mais de 3 pavimentos (térreo + 2), é obrigatória a divisão da capacidade calculada do reservatório em um reservatório inferior e em um reservatório superior. Essa divisão deve respeitar a seguinte proporção:

- Reservatório superior: 2/5 do total (40%)

- Resertatório inferior: 3/5 do total (60 %)

Se os reservatórios tiverem capacidade superior a 4.0 litros eles devem ser divididos em duas células de volume igual visando a manutenção e a limpeza

Além do volume calculado para consumo, devemos acrescentar ao reservatório a água destinada aos hidrantes ou outros disposistivos de combate a incêndio. Este volume varia de acordo com a cidade ou o estado por causa das normas do Corpo de bombeiros.

De acordo com as normas do Corpo de Bombeiros de São Paulo, a reserva de incêndio varia de acordo com o tipo da edificação, da área construída e do tipo de esguicho do hidrante.

Por exemplo, para um edifício residencial, a reserva de incêndio pode variar de 5 m3 (para edifícios com área construída menor que 2.500 m2) até 47 m3 (para edifícios com área superior a 50.0 m2)

Tabela - Volume de reserva de incêndio mínima (m3) (fonte: Corpo de Bombeiros do Estado de S. Paulo)

Esguicho tipo 1 - 25 ou 32 m de diâmetro e 45 m de comprimento e Esguicho tipo 2 - 40 m de diâmetro e 30 m de comprimento

Para maiores informações e maiores detalhes, consulte a Instrução Técnica I.T. número 2 e outras I.T.'s do Corpo de Bombeiros do Estado de S. Paulo (w.polmil.sp.gov.br/ccb/pagina15.html):

8.2.1.2. Reserva de ar condicionado

Se o edifício possuir sistema de ar condicionado, também deverá ser previsto uma reserva de água para o mesmo. Esse volume varia de acordo com o fornecedor e do tipo de sistema de ar condicionado.

8.3. Exemplos de Cálculo de reservatório:

8.3.1. Reservatório residencial

Dimensionar o reservatório de uma residência com 3 dormitórios, 2 banheiros, cozinha, área de serviço, dormitório de empregada e banheiro de empregada.

- Segundo a norma, o que nos interessa é o número de dormitórios: 3 e se tem dependência de empregada, pois devemos acrescentar 200 litros por dependência de empregada

- A taxa de ocupação é de 2 pessoas por dormitório em residências

- A estimativa de consumo depende do padrão da residência e pode variar entre 200 e 400 litros per capita. Vamos adotar um valor intermediário de 250 litros per capita/dia

- A capacidade do reservatório pode variar de 1 a 3 dias. Vamos adotar a média 1,5 dia.

Portanto, a capacidade do reservatório será:

Número de dormitórios taxa de ocupação estimativa de consumo (l/dia)

Capacidade em dias

Extras (dependência de empregada)

TOTAL ( l )

Agora é só adaptar o volume calculado às dimensões comerciais disponíveis e ao seu projeto arquitetônico. Podemos adotar, por exemplo, dois reservatórios de 1.0 litros mais um de 500 litros, totalizando 2.500 litros. No caso de se utilizar mais de um reservatório, eles devem ser ligados conforme a ilustração a seguir, seguindo o conceito dos vasos comunicantes.

Além da tubulação de saída para os pontos de alimentação, ainda existem as tubulações:

A. Entrada - que faz a alimentação do reservatório através de uma torneira de bóia. Ao atingir o nível máximo, a bóia fecha automaticamente a torneira.

B. Extravasor ou "ladrão" - tubulação que evita o transbordamento do reservatório caso a torneira de bóia não funcione adequadamente. Se a bóia quebrar, a água entra na tubulação do extravasor que a canaliza até um local de fácil visualização, geralmente dentro da área de um "box" ou sobre a área do jardim da casa, saindo do telhado, avisando o usuário que algo está errado. O tubo do extravasor deve ter diâmetro mínimo de 25 m e superior ao do tubo de entrada, caso contrário, não terá condição de escoar adequadamente a água.

C. Limpeza - A tubulação de limpeza sai da parte inferior do reservatório e unese à tubulação do extravasor. A cada seis meses devemos limpar o reservatório e a água da limpeza deve ser canalizada através dessa tubulação para ser descartada abrindo-se o registro de gaveta.

8.3.2. Reservatório de um edifício residencial:

Dimensionar o reservatório de um edifício residencial de 10 andares com 4 apartamentos por andar, mais apartamento de zelador. Cada apartamento tem 2 dormitórios, 2 banheiros, cozinha e área de serviço.

- Número de dormitórios: 2 e sem dependência de empregada. Mas o edifício possui 10 andares, 4 aptos por andar e dependência para zelador, o que determina um acréscimo de 600 a 1.0 litros por dia no reservatório. Adotaremos a média de 800 litros

- A taxa de ocupação é de 2 pessoas por dormitório em residências ou apartamentos

- A estimativa de consumo depende do padrão da residência e pode variar entre 120 e 400 litros per capita. Vamos adotar um valor intermediário de 250 litros per capita/dia

- A capacidade do reservatório pode variar de 1 a 3 dias. Vamos adotar a média 1,5 dia.

Portanto, a capacidade do reservatório será:

Número de dormitórios

No. de andares

No. de aptos por andar taxa de ocupação estimativa de consumo (l/dia)

Extras (zelador)

Capacidade em dias TOTAL ( l )

Como o edifício ultrapassa 3 pavimentos, esse volume deve ser dividido entre o reservatório inferior e reservatório superior. Alguns autores determinam que o reservatório superior deve ter a capacidade de 1 dia de consumo e que o inferior deve ter a capacidade de reservação de 1,5 dia do consumo, totalizando 2,5 dias.

Vamos dividir o volume total de 61.200 l (1,5 dia) entre o reservatório superior e o inferior:

- Reservatório superior: 2/5 do total (40%) - 24.480 litros

- Reservatório inferior: 3/5 do total (60%) - 36.720 litros

Como a capacidade ultrapassa 4.0 litros, os reservatórios devem ser divididos em 2 células para facilitar a manutenção e limpeza.

- Reservatório superior: 2/5 do total (40%) - 2 células de 12.240 litros

- Reservatório inferior: 3/5 do total (60%) - 2 células de 18.360 litros

Não se esqueçam da Reserva de Incêndio. Levando-se em consideração que este edifício de 10 andares (T+10) possui aproximadamente 3.500 m2 de área construída, necessita de no mínimo 8.0 litros (8 m3) de reserva de incêndio. Esse volume pode ser concentrado no reservatório superior para ser utilizado por gravidade. No caso de dividir a reserva com o reservatório inferior deve ser previsto um conjunto de bomba de incêndio independente da bomba de recalque:

Volume total = 61.200 + 8.0 litros de reserva de incêndio = 69.200 litros. - Reservatório superior: 2/5 do total (40%) - 27.680 litros

- Reservatório inferior: 3/5 do total (60%) - 41.520 litros

9. Dimensionamento do Ramal e do Alimentador Predial

9.1. Ramal Predial

O dimensionamento do Ramal Predial, que é a tubulação que compreende o trecho entre o distribuidor (rede pública) e o hidrômetro da edificação depende da concessionária local. Na cidade de São Paulo é de responsabilidade da Sabesp e segue a seguinte tabela:

9.2. Alimentador Predial

O dimensionamento do alimentador predial que é a tubulação existente entre o hidrômetro e o reservatório superior em uma residência com até 3 pavimentos segue a seguinte tabela:

Velocidade (m/s)

A velocidade no alimentador predial deve se situar entre 0,6 e 1,0 m/s e o dimensionamento é feito de acordo com a estimativa do consumo diário em metros cúbicos.

Reparem que para um consumo diário de até 16,3 m3 com uma velocidade de 0,6 m/s, o diâmetro do alimentador é de 20 m (diâmetro minimo).

Para um edifício, além do alimentador predial, temos que dimensionar a tubulação de aspiração e a de recalque das bombas. Quando um edifício possui mais de 3 pavimentos, vai ter um reservatório inferior e um reservatório superior. A água terá que ser recalcada do reservatório inferior para o superior através de uma bomba.

Para o dimensionamento da tubulação de recalque, a norma recomenda o uso da fórmula de Forchheimmer:

Dr = diâmetro nominal do tubo de recalque Q = vazão da bomba em m3/s

X = h / 24 (h = número de horas de funcionamento da bomba em um período de 24 h) ou utilizando o ábaco

Cálculo da vazão da bomba em m3/s

Segundo a Norma 5626/82, a vazão mínima da bomba deve ser igual a 15% do consumo diário. Como o nosso consumo diário calculado é de 40.800 litros por dia no nosso exemplo:

Entretanto, uma bomba de edifício residencial deve funcionar em 3 períodos de 1,5 hora cada por dia, totalizando 4,5 horas de funcionamento a cada 24 horas, então a vazão adotada será:

Cálculo do funcionamento da bomba a cada 24 horas (X)

Como foi dito, bomba deve funcionar em 3 períodos de 1,5 hora por dia, totalizando 4,5 horas a cada 24 horas

Aplicando os valores no ábaco:

Vamos obter valores entre 1 1/2" (40mm) e 2" (50mm). Adotando o valor de 50 m, com uma vazão de 2,52 l/s, encontramos no ábaco de Fair-Whipple-Hsiao, os valores de velocidade (v) e da Perda de Carga unitária (J): v = 1,3 m/s e J = 0,038 m/m

A tubulação de aspiração da bomba do reservatório inferior deve ser de diâmetro comercial acima do tubo de recalque: DN = 60 m.

Se as perdas de carga no trecho da tubulação de recalque forem inferiores a 15% do valor da altura manométrica (h), podemos adotar esses valores calculados.

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