Baixe instalaçoes hidraulicas e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity! 788521 2078329 > ISBN 978-85-212-0783-2 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E O PROJETO DE ARQUITETURA ROBERTO DE CARVALHO JÚNIORINSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E O PROJETO DE ARQUITETURA 7.ª edição revista C A RVA LH O JÚ N IO R IN STA LA Ç Õ ES H ID R Á U LIC A S E O PR O JETO D E A R Q U ITETU R A ROBERTO DE CARVALHO JÚNIOR É engenheiro civil, licenciado em matemática, com habilitação em física e desenho geométrico. Pós-graduado em didática do ensino superior e mes- tre em arquitetura e urbanismo. Projetista de instalações hidráuli- cas prediais, desde 1982, já elaborou inúmeros projetos de edificações de médio e de grande porte, executados em várias cidades do Brasil. Desde 1994, atua na área acadê- mica, em faculdades de Arquitetura e Urbanismo, como professor universitá- rio das disciplinas de instalações pre- diais e infraestrutura urbana. É palestrante e autor de artigos e publicações em diversos jornais e re- vistas do país voltadas à construção civil, falando especificamente sobre assuntos relacionados a sua área de atuação. www.blucher.com.br O engenheiro Roberto de Carvalho Júnior, nos trinta anos de atuação como projetista de instalações prediais, constatou vários problemas de compatibilização entre os projetos arquitetônico, estrutural e hidráulico. Como professor da disciplina de instalações prediais em faculdades de Arquitetura e Urbanismo, o autor observou a carência e a importância de uma bibliografia que atendesse às necessidades de aprendizado e consul- ta sobre as interfaces físicas e funcionais do projeto arquitetônico com as instalações hidráulicas prediais. Na parte 1, do presente livro, são apresentados os principais conceitos das instalações prediais de água fria e quente, segurança contra incên- dio, esgoto e águas pluviais, com enfoque na arquitetura. Na parte 2 são abordados as principais interfaces, novas tecnologias e conceitos dessas instalações com o projeto arquitetônico. Este livro foi desenvolvido com a finalidade de apresentar ao arquiteto e alunos do curso de arquitetura e urbanismo uma visão conceitual mais didática, prática e simplificada dos vários subsistemas das instalações hi- dráulicas prediais, bem como mostrar a necessidade da integração dessas instalações com os demais subsistemas construtivos envolvidos na cons- trução do edifício. PARTE I INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS 1 Água fria 2 Água quente 3 Segurança contra incêndio 4 Esgotos sanitários 5 Águas pluviais 6 Simbologias utilizadas em projetos PARTE II AS INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E SUAS INTERFACES COM O PROJETO ARQUITETÔNICO 7 Aparelhos sanitários 8 Instalações em banheiros 9 Instalações em cozinhas 10 Instalações em áreas de serviço 11 Áreas ergonômicas 12 Adequação das instalações 13 Novos conceitos e tecnologias 14 Prumadas hidráulicas e elementos estruturais 15 Novos conceitos de banheiros 16 Compartimentos rebatidos 17 Sistema dry wall e instalações hidráulicas 18 Instalações hidráulicas em alvenaria estrutural 19 Instalações hidráulicas em Sistema steel frame 20 Instalações hidráulicas em Sistema wood frame 21 Instalações hidráulicas em Sistema pvc + concreto 22 Piso radiante 23 Efeitos ornamentais em água 24 Piscina no projeto arquitetônico 25 referências bibliográficas R e v i s t ae d i ç ã o7.ª CAPA HIDRAULICA.indd 1 17/09/13 12:58 In st al aç õ es H id rá ul ic as e o P ro je to d e A rq ui te tu ra 1 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E O PROJETO DE ARQUITETURA Hidraulica 00.indd 1 05/09/13 18:44 4 In st al aç õ es H id rá ul ic as e o P ro je to d e A rq ui te tu ra Segundo Novo Acordo Ortográfico, conforme 5. ed. do Vocabulário Ortográfico da Língua Portuguesa, Academia Brasileira de Letras, março de 2009. É proibida a reprodução total ou parcial por quaisquer meios sem autorização escrita da editora. Todos os direitos reservados pela Editora Edgard Blücher Ltda. Rua Pedroso Alvarenga, 1245, 4º andar 04531-012 - São Paulo - SP - Brasil Tel.: 55 11 3078-5366 contato@blucher.com.br www.blucher.com.br Índices para catálogo sistemático: 1. Arquitetura - projetos hidráulicos 2. Instalações hidráulicas e sanitárias Carvalho Júnior, Roberto de Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura / Roberto de Carvalho Júnior - 7.ª ed. - São Paulo: Blucher, 2013 Bibliografia ISBN 978-85-212-0783-2 1. Instalações hidráulicas e sanitárias - Projetos e construção. I. Título. 13-0811 CDD 696.1 FICHA CATALOGRÁFICA Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura © 2013 Roberto de Carvalho Júnior Editora Edgard Blücher Ltda. Hidraulica 00.indd 4 05/09/13 18:44 In st al aç õ es H id rá ul ic as e o P ro je to d e A rq ui te tu ra 5 Aos meus queridos e inesquecíveis avós Lucato e Lucrécia (in memoriam) Hidraulica 00.indd 5 05/09/13 18:44 6 In st al aç õ es H id rá ul ic as e o P ro je to d e A rq ui te tu ra Hidraulica 00.indd 6 05/09/13 18:44 In st al aç õ es H id rá ul ic as e o P ro je to d e A rq ui te tu ra 9 PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO À 6ª EDIÇÃO Embora algum tipo de instalação hidráulica e sanitária possa ser encontrado já na antiguidade, particularmente nos banhos roma- nos, é no século XIX que ocorre uma revolução na arquitetura pela introdução de sistemas destinados a acumular e distribuir água limpa e a recolher e afastar dejetos e águas servidas. O projeto de arquitetura, até então concentrado nos problemas da alvenaria portante e nas estruturas de madeira torna-se agora mais complexo. Mesmo assim, e por muitos anos, essas instalações, cada vez mais importantes, foram consideradas como algo que o engenheiro projetista de hidráullica deveria “esconder” no forro ou embutir nas paredes de alvenaria de tijolos. Contudo, se de um lado as exigências e a complexidade das instalações hidráulicas cresce dia a dia, de outro lado a substituição da alvenaria por estruturas independentes e sistemas de vedo em painéis, associados a grandes aberturas, acabaram por obrigar os arquitetos a se envolverem no assunto desde os estudos preliminares. Verifica-se assim, que não são apenas as exigências cada vez maiores dos sistemas hidráuli- cos, mas a própria evolução dos sistemas construtivos, vale dizer da própria arquitetura, que acabaram por envolver os arquitetos nessa problemática. Afinal, o projeto tem que ser uma peça íntegra e a arquitetura é uma composição e não uma mera justaposição de elementos construtivos dispersos. Além de distribuir água, recolher e afastar as águas servidas e pluviais, atualmente os projetos devem incluir o aquecimento e distribuição d’água quente, o combate a incêndio, a distribuição de gás (ou gases, no caso dos hospitais), sistemas que vão se tornando cada vez mais complexos face às exigências da sustentabilidade. O aumento na dimensão e no número dos dutos passa a exigir a previsão de espaços especiais para eles (shafts), interferindo, portanto, com a própria organização dos espaços. Urge rever e atualizar os currículos das escolas de arquitetura para prepararem os futuros profissionais com os conhecimentos necessários, não apenas para dialogarem com os especialistas, Hidraulica 00.indd 9 05/09/13 18:44 10 In st al aç õ es H id rá ul ic as e o P ro je to d e A rq ui te tu ra mas para poderem prever nos seus projetos espaços suficientes e corretamente posicionados para as instalações hidráuicas. A obra do Eng. Roberto de Carvalho Júnior permite ao estu- dante de arquitetura e aos profissionais suprirem as necessidades colocadas pela evolução tecnológica e enfrentarem com sucesso os problemas que o exercício profissional lhes coloca cotidianamen- te. De fato, o livro não apenas cobre todos os sistemas prediais de abastecimento d’água, de coleta e afastamento de esgoto, das águas servidas e das águas pluviais, mas o faz com uma abordagem arquitetônica, por assim dizer. Fartamente ilustrado, permite ao arquiteto desenvolver o projeto e detalhes construtivos de modo extremamente didático. Tudo isso, entretanto, se faz sem abrir mão dos aspectos técnicos e normativos. Na parte 2 do livro, o autor aborda a questão do ponto de vista das diversas áreas da edificação, como cozinhas, banheiros e áreas de serviço. Introduz, também, novos conceitos e tecnologias. Inclui, ainda, uma excelente abordagem de sistemas construtivos mais modernos como drywalls e steel frames. Estende-se mesmo por áreas não usuais em manuais de hidráulica como pisos radiantes, efeitos ornamentais e piscinas. Note-se que o livro será importante não apenas para os arqui- tetos, mas mesmo para os engenheiros projetistas que precisam trabalhar com arquitetos e que, por isso, precisam também com- preender os problemas com os quais o arquiteto enfrenta. A grande experiência do autor no trato da interface entre a hi- dráulica e a arquitetura e na integração no trabalho dos engenheiros e dos arquitetos, torna o livro um apoio indispensável, tanto para os estudantes, como para os profissionais. Prof. Dr. Geraldo G. Serra Arquiteto, Mestre, Doutor e Livre-Docente em “Estruturas Ambientais Urbanas”. Ex-professor Titular de Tecnologia da Ar- quitetura da FAU/USP, foi Pró-Reitor de Pesquisa da USP, autor de centenas de projetos de arquitetura e urbanismo Hidraulica 00.indd 10 05/09/13 18:44 In st al aç õ es H id rá ul ic as e o P ro je to d e A rq ui te tu ra 11 PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIO PREFÁCIOPREFÁCIOPREFÁCIO PREFÁCIO À 5ª EDIÇÃO O conhecimento técnico é unívoco, pertencendo à classe de es- tudiosos que o desenvolveu. Assim é com o projeto e cálculo das Instalações Prediais, se assim pudermos designá-las. Os fabricantes de insumos desse segmento da Construção Civil, tubos e conexões, por exemplo, visando a dar suporte à comerciali- zação de seus produtos, produzem folhetos, contendo informações básicas, para instaladores e pequenas empresas do setor, manuais técnicos, com informações mais detalhadas, confiáveis e imediata- mente aplicáveis, para uso de estudantes e profissionais de outras áreas, e os compêndios, com informação completa e pormenori- zada, para subsidiar e desenvolver o trabalho dos especialistas, registrando o estado de arte dessa área de conhecimento. O professor Roberto Carvalho Júnior , engenheiro civil, mestre em Arquitetura e Urbanismo, projetista de Instalações Prediais, convencionais e complexas, desde sempre, convenceu-se de que, para apoio de suas atividades didáticas, junto a estudantes, fu- turos arquitetos e engenheiros, era necessário um formato mais adequado, para receber e difundir o conhecimento técnico de sua área de dedicação. Todo o sentido de seu trabalho foi “espacializar” a questão das instalações prediais, motivando o aluno não somente a tratar dessa questão, com foco em pré-projeto e pré-dimensionamento, mas apreciá-la, sob um novo e pertinente ângulo: a óptica da Arquite- tura. O sucesso dessa percepção e do sentido de apego à vontade de formar novos e competentes profissionais pode ser medido pela inédita, prematura e proximamente esgotável quarta edição do livro Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura, que ora se apresenta, com este, para mim, honroso espaço de palavras inicias. Sobre o autor, referimo-nos à sua obra, prestes a ser adotada por todas as FAUs do Brasil, e por meio dela temos a possibilidade de avaliar a grandeza pessoal e profissional de Carvalho Júnior. Sobre a edição, temos mais um exemplar trabalho da Blucher, que Hidraulica 00.indd 11 05/09/13 18:44 14 In st al aç õ es H id rá ul ic as e o P ro je to d e A rq ui te tu ra construção do edifício resultará em um correto andamento de obra evitando improvisações. É importante ressaltar que este trabalho não tem por objetivo formar especialistas em instalações; por esse motivo, a parte relati- va a cálculos e dimensionamentos foi basicamente substituída pela abordagem direta dos conceitos e fenômenos, tratando somente das instalações hidráulicas prediais e suas interfaces com a arquitetura. As demais instalações pertinentes ao edifício não fizeram parte dos objetivos deste livro. Houve também a preocupação de evidenciar as normas brasileiras que regem cada assunto tratado. Para a elaboração deste livro, valemo-nos da bibliografia in- dicada e da experiência conquistada, no decorrer dos anos, como projetista de instalações e professor em curso de graduação na área de Arquitetura e Urbanismo. PALAVRASINICIAISPALAVRAS INICIAISPALAVRASINICIAISPA LAVRASINICIAISPALAVRASINI CIAISPALAVRASINICIAISPALA VRASINICIAISPALAVRASINICIA ISPALAVRASINICIAISPALAVRAS INICIAISPALAVRASINICIAISPAL AVRASINICIAISPALAVRASINICI AISPALAVRASINICIAISPALAVRA SINICIAISPALAVRASINICIAISPA LAVRASINICIAISPALAVRASINIC IAISPALAVRASINICIAISPALAVR ASINICIAISPALAVRASINICIAISP ALAVRASINICIAISPALAVRASINI CIAISPALAVRASINICIAISPALAV RASINICIAISPALAVRASINICIAIS PALAVRASINICIAISPALAVRASI NICIAISPALAVRASINICIAISPALA VRASINICIAISPALAVRASINICIAI SPALAVRASINICIAISPALAVRASI NICIAISPALAVRASINICIAISPALA VRASINICIAISPALAVRASINICIA ISPALAVRASINICIAISPALAVRAS INICIAISPALAVRASINICIAISPAL AVRASINICIAISPALAVRASINICI AISPALAVRASINICIAISPALAVRA SINICIAISPALAVRASINICIAISPA LAVRASINICIAISPALAVRASINIC IAISPALAVRASINICIAISPALAVR ASINICIAISPALAVRASINICIAISP ALAVRASINICIAISPALAVRASINI CIAISPALAVRASINICIAISPALAV RASINICIAISPALAVRASINICIAIS PALAVRASINICIAISPALAVRASI NICIAISPALAVRASINICIAISPALA VRASINICIAISPALAVRASINICIA ISPALAVRASINICIAISPALAVRAS INICIAISPALAVRASINICIAISPAL AVRASINICIAISPALAVRASINICI AISPALAVRASINICIAISPALAVRA SINICIAISPALAVRASINICIAISPA LAVRASINICIAISPALAVRASINIC IAISPALAVRASINICIAISPALAVR ASINICIAISPALAVRASINICIAISP ALAVRASINICIAISPALAVRASIN ICIAISPALAVRASINICIAISPALA VRASINICIAISPALAVRASINICIA ISPALAVRASINICIAISPALAVRA SINICIAISPALAVRASINICIAISPA LAVRASINICIAISPALAVRASINI CIAISPALAVRASINICIAISPALAV RASINICIAISPALAVRASINICIAIS Hidraulica 00.indd 14 05/09/13 18:44 In st al aç õ es H id rá ul ic as e o P ro je to d e A rq ui te tu ra 15 CONTEÚDO PARTE I INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS 1 ÁGUA FRIA .......................................................................... 22 Considerações gerais .......................................................... 22 Entrada e fornecimento de água fria ................................. 23 Instalação de poços artesianos .................................... 24 Poços pouco profundos ................................................ 25 Poços profundos ........................................................... 26 Compartimento que abriga o cavalete ........................ 27 Medição de água individualizada ................................ 30 Sistemas de abastecimento ................................................ 33 Sistema de distribuição direto ..................................... 33 Sistema de distribuição indireto ................................. 34 Sistema de distribuição mista...................................... 38 Reservatórios ...................................................................... 39 Generalidades ............................................................... 39 Os reservatórios no projeto arquitetônico .................. 40 Reservação de água fria ............................................... 42 Capacidade dos reservatórios ...................................... 45 Tipos de reservatório ................................................... 46 Altura do reservatório .................................................. 49 Localização do reservatório ......................................... 50 Influência dos reservatórios na qualidade da água .... 51 Rede de distribuição ........................................................... 52 Barrilete ........................................................................ 52 Colunas, ramais e sub-ramais ...................................... 54 Materiais utilizados ............................................................. 56 Dispositivos controladores de fluxo ................................... 57 Instalação de registros ....................................................... 59 Desenhos das instalações ................................................... 60 Detalhes isométricos .................................................... 63 Altura dos pontos ......................................................... 63 Dimensionamento das tubulações de água fria ................ 68 Pressões mínimas e máximas ............................................ 72 Pressão estática ............................................................ 73 Pressão dinâmica ......................................................... 74 Pressão de serviço ........................................................ 75 Dispositivos controladores de pressão ........................ 75 Pressurizador ................................................................ 76 Válvulas redutoras de pressão ..................................... 77 Velocidade máxima da água ............................................... 79 CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT 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84 2 ÁGUA QUENTE ................................................................... 90 Considerações gerais .......................................................... 90 Estimativa de consumo ...................................................... 91 Sistemas de aquecimento ................................................... 91 Sistema de aquecimento individual ............................. 91 Sistema de aquecimento central privado .................... 92 Sistema de aquecimento central coletivo .................... 92 Tipos de aquecedor ............................................................. 92 Aquecedores elétricos .................................................. 92 Aquecedores elétricos de passagem ............................ 92 Aquecedores por acumulação ...................................... 93 Aquecedores a gás ........................................................ 94 Aquecedores de passagem a gás .................................. 95 Aquecedores de acumulação ....................................... 95 Aquecimento solar ........................................................ 100 Instalação esquemática de aquecimento solar ........... 100 Dimensionamento de aquecedores .................................... 104 Aquecedores de passagem a gás .................................. 105 Aquecedores de acumulação ....................................... 106 Aquecedor solar ............................................................ 107 Rede de distribuição ........................................................... 108 Materiais utilizados ............................................................. 112 Dimensionamento das tubulações de água quente ........... 113 Pressões mínimas e máximas ............................................ 114 Velocidade máxima da água ............................................... 114 Perdas de carga ................................................................... 114 Comparação do custo de funcionamento de um sistema de água quente à eletricidade e a gás ............ 115 Sistemas integrados de aquecimento ................................ 115 3 SEGURANÇA CONTRA INCÊNDIO................................. 118 Considerações gerais .......................................................... 118 Características da edificação e área de risco .................... 122 Projeto técnico .................................................................... 123 Projeto técnico simplificado ........................................ 124 Projeto técnico para instalação e ocupação temporária ..................................................................... 125 Projeto técnico de ocupação temporária em edificação permanente ................................................. 125 Classificação dos incêndios ................................................ 126 Medidas de segurança contra incêndio ............................. 127 Meios de combate a incêndios ............................................ 127 CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚD OCONTEÚDOCONTEÚDOCO NTEÚDOCONTEÚDOCONTE ÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCON TEÚDOCONTEÚDOCONTEÚ DOCONTEÚDOCONTEÚDO Hidraulica 00.indd 16 05/09/13 18:44 In st al aç õ es H id rá ul ic as e o P ro je to d e A rq ui te tu ra 19 9 INSTALAÇÕES EM COZINHAS ........................................ 244 Pia ....................................................................................... 244 Máquina de lavar louça ....................................................... 246 Filtro .................................................................................... 247 10 INSTALAÇÕES EM ÁREAS DE SERVIÇO .......................... 249 Tanque ................................................................................. 250 Máquina de lavar roupa ...................................................... 251 Torneiras de lavagem .......................................................... 252 11 ÁREAS ERGONÔMICAS (utilização dos aparelhos) .... 253 Lavatório .............................................................................. 253 Bacia sanitária ..................................................................... 255 Bidê ...................................................................................... 256 Ducha ou chuveiro (box) .................................................... 258 Pia de cozinha ..................................................................... 259 Tanque e máquina de lavar roupa ..................................... 260 12 ADEQUAÇÃO DAS INSTALAÇÕES Para portadores de necessidades especiais ................. 261 Sanitários ............................................................................. 262 Instalação de aparelhos ...................................................... 264 Bacia sanitária .............................................................. 264 Boxes para chuveiro ou ducha ..................................... 269 Lavatório ....................................................................... 270 Instalação de acessórios ..................................................... 272 13 NOVOS CONCEITOS E TECNOLOGIAS. ........................ 274 Sistema PEX – Tubos flexíveis de polietileno reticulado ...................................................................... 275 Sistema convencional ................................................... 275 Sistema Manifold .......................................................... 276 Novos designs de metais e o uso racional da água .......... 277 Metais de fechamento automático ............................... 279 Metais monocomando ................................................... 282 Novos designs de bacias e otimização dos sistemas de descarga .......................................................................... 283 Dispositivos antivandalismo ............................................... 285 14 PRUMADAS HIDRÁULICAS E ELEMENTOS ESTRUTURAIS..................................................................... 287 Instalações embutidas e aparentes .................................... 288 Áreas destinadas aos dutos de passagem e inspeção ..................................................................... 291 Sistemas de shafts visitáveis .............................................. 292 CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCONT EÚDOCONTEÚDOCONTEÚD OCONTEÚDOCONTEÚDOCO NTEÚDOCONTEÚDOCONTE ÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO CONTEÚDOCONTEÚDOCON TEÚDOCONTEÚDOCONTEÚ DOCONTEÚDOCONTEÚDO Hidraulica 00.indd 19 05/09/13 18:44 20 In st al aç õ es H id rá ul ic as e o P ro je to d e A rq ui te tu ra 15 NOVOS CONCEITOS DE BANHEIROS ............................ 293 Banheiros racionais ............................................................ 293 Kits hidráulico-sanitários ................................................... 294 Paredes hidráulicas pré-montadas e banheiro pronto ............................................................................ 295 Sanitário ecológico .............................................................. 296 Piso Box ............................................................................... 297 16 COMPARTIMENTOS REBATIDOS .................................... 300 17 SISTEMA DRY WALL E INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS .. 306 18 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS EM ALVENARIA ESTRUTURAL ...................................................................... 309 19 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS EM SISTEMA STEEL FRAME ...................................................................... 315 20 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS EM SISTEMA WOOD FRAME ................................................................... 318 21 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS EM SISTEMA PVC + CONCRETO ............................................................ 322 22 PISO RADIANTE ................................................................. 323 23 EFEITOS ORNAMENTAIS EM ÁGUA ................................ 325 24 PISCINA NO PROJETO ARQUITETÔNICO ..................... 329 Casa de máquinas e instalações hidráulicas ..................... 330 Aquecedores de piscina ...................................................... 333 25 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................... 336 Catálogos ............................................................................. 340 Normas Técnicas ................................................................. 340 Hidraulica 00.indd 20 05/09/13 18:44 Á gu a Fr ia 21 PARTE I INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS Hidraulica 01.indd 21 05/09/13 17:24 24 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is INSTALAÇÃO DE POÇOS ARTESIANOS Quando for prevista utilização de água proveniente de poços, o ór- gão público responsável pelo gerenciamento dos recursos hídricos deverá ser consultado previamente. Os tipos de poços variam conforme a tecnologia empregada, os métodos de proteção ao meio ambiente e de segurança, e o sistema de operação. Num poço artesiano convencional, a água permanece dentro do poço e tem de ser bombeada para a superfície. Já no chamado poço surgente, a água jorra naturalmente, por diferença de pressão com a superfície. O serviço de perfuração e instalação de poços artesianos envolve uma série de tarefas, a começar pelo estudo de avaliação hidrogeológica, feito por geólogo credenciado ao Crea (Conselho Regional de Engenharia e Arquitetura e Agronomia), que identifica as probabilidades de haver recursos hídricos no local avaliado. Se a disponibilidade hídrica se mostrar provável, é elaborado então um projeto construtivo da perfuração. A empresa contratada para a perfuração e instalação e seu técnico responsável devem ser credenciados ao Crea e os serviços 1 - Reservatório 2 - Ladrão 3 - Limpeza 4 -Registro 5 - Saída na calçada 6 - Distribuição 7 - Rua 8 - Guia 9 - Registro na calçada 10 - Abrigo do cavalete 11 - Cavalete 12 - Registro 13 - Hidrômetro 14 - Alimentação predial 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4 6 Ramal predial Figura 1.1 Instalação predial de água fria. Hidraulica 01.indd 24 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 25 realizados na perfuração e instalação devem atender às normas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) para projeto e construção de poços de água para abastecimento. POÇOS POUCO PROFUNDOS Existem vários meios para bombeamento de água de poços. O mais simples é uma bomba centrífuga com a tubulação de sucção e res- pectiva vávula de pé no interior do poço. Esse sistema é adequado para poços pouco profundos, uma vez que a altura máxima de sucção de uma bomba centrífuga (H da Figura 1.2) é teoricamente cerca de 10 metros. Na prática, devido a perdas nas tubulações, o valor máximo se situa na faixa de 7 a 8 metros. H Figura 1.2 Poços pouco profundos. Hidraulica 01.indd 25 05/09/13 17:24 26 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is POÇOS PROFUNDOS Para profundidades maiores, outros arranjos devem ser usados, como uma bomba de eixo prolongado. O motor fica na superfície e aciona a bomba no fundo do poço por meio de um eixo vertical no interior da tubulação. Assim, H (Figura 1.3) não é altura de sucção e sim de recalque e seu valor máximo só depende das característi- cas construtivas da bomba. Em geral, é usado para profundidades de até 300 metros. H Figura 1.3 Poços profundos. Hidraulica 01.indd 26 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 29 Quadro de medição Hidrômetro (visor virado para o passeio público) Muro Fácil acesso para leitura Calçada Edificação Figura 1.5 Localização do compartimento que abriga o cavalete. Quadro de medição Hidrômetro (visor virado para lado) Muro Difícil acesso para leitura Calçada Edificação Hidraulica 01.indd 29 05/09/13 17:24 30 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is * Coelho, Adalberto Cavalcanti, 1945-Medição de Água Individualizada – Manual de Consulta/Adalberto Cavalcanti Coelho, ed. do Autor, Recife, 222 p. il. 2007. Figura 1.6 Caixa de proteção metálica para 6 hidrômetros. MEDIÇÃO DE ÁGUA INDIVIDUALIZADA* A medição de água através de um único hidrômetro, em edifícios multifamiliares, está sendo gradativamente substituída pela medi- ção de água individualizada que se constitui sinônimo de economia de água e justiça social (o consumidor paga efetivamente pelo seu consumo). O sistema consiste na instalação de um hidrômetro no ramal de alimentação de cada unidade habitacional, de modo que seja medido todo o seu consumo, com a finalidade de racionalizar o seu uso e fazer a cobrança proporcional ao volume consumido. Hoje, esse tipo de medição desperta o interesse de muitos arquitetos e projetistas, bem como dos administradores de condomínios e con- cessionárias (empresas) de abastecimento de água para combater a inadimplência. A medição individual de água em condomínios prediais é im- portante por várias razões, dentre as quais, destacam-se: redução do desperdício de água e, consequentemente, do volume efluente de esgotos; economia de energia elétrica devido à redução do vo- lume bombeado para o reservatório superior; redução do índice de inadimplência; identificação de vazamentos de difícil percepção. Hidraulica 01.indd 30 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 31 Reservatório superior Hidrômetro principal Hidrômetro individual Medidor Figura 1.7 Medição individualizada (com reservatório superior). Hidraulica 01.indd 31 05/09/13 17:24 34 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO INDIRETO No sistema indireto, adotam-se reservatórios para minimizar os problemas referentes à intermitência ou a irregularidades no abas- tecimento de água e a variações de pressões da rede pública. No sis- tema indireto, consideram-se três situações, descritas a seguir. Sistema indireto sem bombeamento Esse sistema é adotado quando a pressão na rede pública é suficien- te para alimentar o reservatório superior. O reservatório interno da edificação ou do conjunto de edificações alimenta os diversos pontos de consumo por gravidade; portanto, ele deve estar sempre a uma altura superior a qualquer ponto de consumo. Obviamente, a grande vantagem desse sistema é que a água do reservatório garante o abastecimento interno, mesmo que o fornecimento da rede pública seja provisoriamente interrompido, o que o torna o sistema mais utilizado em edificações de até três pavimentos (9 m de altura total até o reservatório). 1 - Reservatório 2 - Ladrão 3 - Limpeza 4 -Registro 5 - Saída na calçada 6 - Distribuição 7 - Rua 8 - Guia 9 - Registro na calçada 10 - Abrigo do cavalete 11 - Cavalete 12 - Registro 13 - Hidrômetro 14 - Alimentação 15 - Instalação predial 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4 5 Figura 1.10 Sistema indireto sem bombeamento. Hidraulica 01.indd 34 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 35 1 - Reservatório superior 2 - Extravasor 3 - Limpeza 4 - Barrilete 5 - Coluna de distribuição 6 - Recalque 7 - Ramal predial 8 - Registro na calçada 9 - Cavalete 10 - Alimentador predial 11 - Reservatório inferior 12 - Canaleta limpeza 13 - Extravasor 14 - Conjunto motor-bomba 10 11 13 14 8 7 65 5 4 3 2 1 12 9 Figura 1.11 Sistema indireto com bombeamento. Sistema indireto com bombeamento Esse sistema, normalmente, é utilizado quando a pressão da rede pública não é suficiente para alimentar diretamente o reservatório superior – como, por exemplo, em edificações com mais de três pavimentos (acima de 9 m de altura). Nesse caso, adota-se um reservatório inferior, de onde a água é bombeada até o reservatório elevado, por meio de um sistema de recalque. A alimentação da rede de distribuição predial é feita por gravidade, a partir do reservatório superior. Hidraulica 01.indd 35 05/09/13 17:24 36 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is Sistema indireto hidropneumático Esse sistema de abastecimento requer um equipamento para pressurização da água a partir de um reservatório inferior. Ele é adotado sempre que há necessidade de pressão em determinado ponto da rede, que não pode ser obtida pelo sistema indireto por gravidade, ou quando, por razões técnicas e econômicas, se deixa de construir um reservatório elevado. É um sistema que demanda alguns cuidados especiais. Além do custo adicional, exige manutenção periódica. Além disso, caso falte energia elétrica na edificação, ele fica inoperante, necessitando de gerador alternativo para funcionar. Figura 1.12 Sistema indireto hidropneumático. Hidraulica 01.indd 36 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 39 RESERVATÓRIOS GENERALIDADES Enquanto em alguns países da Europa e nos Estados Unidos, o abastecimento de água é feito diretamente pela rede pública, as edi- ficações brasileiras, normalmente, utilizam um reservatório superior, o que faz com que as instalações hidráulicas funcionem sob baixa pressão. Os reservatórios domiciliares têm sido comumente utiliza- dos para compensar a falta de água na rede pública, devido às falhas existentes no sistema de abastecimento e na rede de distribuição. Em resumo, sabe-se que, em uma instalação predial de água, o abastecimento pelo sistema indireto, com ou sem bombeamento, necessita de reservatórios para garantir sua regularidade e que o reservatório interno alimenta os diversos pontos de consumo por gravidade; dessa maneira, ele está sempre a uma altura superior a qualquer ponto de consumo. A água da rede pública apresenta uma determinada pressão, que varia ao longo da rede de distribuição. Dessa maneira, se o reservatório domiciliar ficar a uma altura não atingida por essa pressão, a rede não terá capacidade de alimentá-lo. Como limite prático, a altura do reservatório com relação à via pública não deve ser superior a 9 m. Quando o reservatório não pode ser alimentado diretamente pela rede pública, deve-se utilizar um sistema de recal- que, que é constituído, no mínimo, de dois reservatórios (inferior e superior). O inferior será alimentado pela rede de distribuição e alimentará o reservatório superior por meio de um sistema de re- calque (conjunto motor e bomba). O superior alimentará os pontos de consumo por gravidade. Reservatório apoiado sobre a laje Chuveiro Figura 1.16 Projeto sem concepção de reservatório. Figura 1.17 Concepção errada de reservatório. Hidraulica 01.indd 39 05/09/13 17:24 40 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is OS RESERVATÓRIOS NO PROJETO ARQUITETÔNICO Muitos projetos arquitetônicos omitem informações importantes sobre os reservatórios, como: localização, altura, tipo, capacidade etc. Outros sequer preveem o reservatório. O arquiteto deve inteirar-se das características técnicas dos reservatórios para garantir a harmonização entre os aspectos es- téticos e técnicos na concepção do projeto. Reservatórios de maior capacidade devem ser divididos em dois ou mais compartimentos (interligados por meio de um barrilete), para permitir operações de manutenção sem interrupção na distri- buição de água. O arquiteto deve também verificar a necessidade ou não da reserva de incêndio, que deverá ser acrescida à capacidade destinada ao consumo quando colocada no reservatório superior ou em um reservatório independente. Além do dimensionamento e da localização dos reservatórios, ele deve prever uma altura adequada para o barrilete, com facilidade de acesso, para facilitar futuras operações de manobra de registros e manutenção das canalizações. Reservatório superior O reservatório superior pode ser alimentado pelo sistema de recal- que ou diretamente, pelo alimentador predial. O reservatório elevado, quando abastecido diretamente pela rede pública, em prédios residenciais, localiza-se habitualmente na cobertura, em uma posição o mais próxima possível dos pontos de consumo, devido a dois fatores: perda de carga e economia. Nas residências de pequeno e médio porte, os reservatórios, normalmente, localizam-se sob o telhado, embora possam também localizar-se sobre ele. Quando a reserva de água for considerável (acima de 2 000 litros), o reservatório deverá ser projetado sobre o telhado, com estrutura adequada de suporte. Normalmente, nesse tipo de residência, utiliza-se estrutura de madeira ou de concreto, que serve de apoio para transmissão de cargas às vigas e paredes mais próximas. Deve-se evitar o apoio (concentração de cargas) sobre lajes de concreto ou sobre forros. Nos prédios com mais de três pavimentos, o reservatório su- perior é locado, geralmente, sobre a caixa de escada, em função da proximidade de seus pilares. Na execução ou instalação do reservatório elevado, é impor- tante prever a facilidade de acesso, como a utilização de escadas ou portas independentes. O acesso ao interior do reservatório, para inspeção e limpeza, deve ser garantido por meio de uma abertura mínima de 60 cm, em qualquer direção. Hidraulica 01.indd 40 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 41 Reservatório inferior O reservatório inferior se faz necessário em prédios com mais de três pavimentos (acima de 9 m de altura), pois, geralmente, até esse limite, a pressão na rede pública é suficiente para abastecimento do reservatório elevado. Nesses casos, há necessidade de dois re- servatórios: um na parte inferior e outro na superior da edificação, o que também evitará a sobrecarga nas estruturas. O reservatório inferior deve ser instalado em locais de fácil acesso, de forma isolada, e afastado de tubulações de esgoto, para evitar eventuais vazamentos ou contaminações pelas paredes. Quando localizados no subsolo, as tampas deverão ser elevadas pelo menos 10 cm em relação ao piso acabado, e nunca rentes a ele, para evitar a contaminação pela infiltração de água.* No projeto arquitetônico deve ser previsto um espaço físico para localização do sistema elevatório, denominado “casa de bombas”, suficiente para a instalação de dois conjuntos de bomba, ficando um de reserva, para atender a eventuais emergências. Reservatório H ≥ 80 cm Barrilete Escada N.A Figura 1.18 Reservatório locado sobre a caixa de escada. * Vanderley de Oliveira Melo & José M. Azevedo Netto. Instalações prediais hidráulico- sanitárias. São Paulo: Edgard Blucher, 1988. Hidraulica 01.indd 41 05/09/13 17:24 44 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is Tabela 1.3 Consumo predial diário (valores indicativos). Prédio Consumo (litros/dia) Alojamento provisório 80 per capita Ambulatórios 25 per capita Apartamentos 200 per capita Casas populares ou rurais 150 per capita Cavalariças 100 por cavalo Cinemas e teatros 2 por lugar Creches 50 per capita Edifícios públicos ou comerciais 50 per capita Escolas (externatos) 50 per capita Escolas (internatos) 150 per capita Escolas (semi-internato) 100 per capita Escritórios 50 per capita Garagens e posto de serviço 50 por automóvel/200 por caminhão Hotéis(sem cozinha e sem lavanderia) 120 por hóspede Hotéis (com cozinha e com lavanderia) 250 por hóspede Indústrias – uso pessoal 80 por operário Indústrias – com restaurante 100 por operário Jardins (rega) 1,5 por m² Lavanderias 30 por kg de roupa seca Matadouro – animais de grande porte 300 por animal abatido Matadouro – animais de pequeno porte 150 por animal abatido Mercados 5 por m² de área Oficinas de costura 50 per capita Orfanatos, asilos, berçários 150 per capita Piscinas – lâmina de água 2,5 cm por dia Postos de serviços para automóveis 150 por veículo Quartéis 150 per capita Residência popular 150 per capita Residência de padrão médio 200 per capita Residência de padrão luxo 250 per capita Restaurantes e outros similares 25 por refeição Templos 2 por lugar Obs.: Os valores são apenas indicativos, devendo ser verificada a experiência local com os consumos reais e outros dados relativos ao projeto. Hidraulica 01.indd 44 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 45 CAPACIDADE DOS RESERVATÓRIOS A capacidade calculada (ver “Consumo diário nas edificações”) refere-se a um dia de consumo. Tendo em vista a intermitência do abastecimento da rede pública, e na falta de informações, é re- comendável dimensionar reservatórios com capacidade suficiente para dois dias de consumo. Essa capacidade é calculada em função da população e da natureza da edificação. Então, a quantidade total de água a ser armazenada será: CR = 2 × Cd Onde: CR = capacidade total do reservatório (litros) Cd = consumo diário (litros/dia) Para os casos comuns de reservatórios domiciliares, recomen- da-se a seguinte distribuição, a partir da reservação total (CR): – Reservatório inferior: 60% CR; – Reservatório superior: 40% CR. Esses valores são fixados para aliviar a carga da estrutura, pois a maior reserva (60%) fica no reservatório inferior, próximo ao solo. A reserva de incêndio, usualmente, é colocada no reservatório superior, que deve ter sua capacidade aumentada para comportar o volume referente a essa reserva. Exemplo de dimensionamento Calcular a capacidade dos reservatórios de um edifício residencial de 10 pavimentos, com 2 apartamentos por pavimento, sendo que cada apartamento possui 2 quartos e uma dependência de empre- gada. Adotar reserva de incêndio de 10 000 litros, prevista para ser armazenada no reservatório superior. Solução Cd = P × q Adotamos: 2 pessoas/quarto 1 pessoa/quarto empregada P = (2 × 2) + 1 = 5 pessoas/apto × 20 aptos P = 100 pessoas Cd = 100 × 200 l/dia = 20 000 l/dia CR = 2 Cd CR = 2 × 20 000 = 40 000 l CR (superior) = (0,4 × 40 000) + 10 000 l = 26 000 l CR (inferior) = 0,6 × 40 000 = 24 000 l Nota 1 000 litros correspondem a 1 m³. Hidraulica 01.indd 45 05/09/13 17:24 46 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is TIPOS DE RESERVATÓRIO Reservatórios moldados in loco São considerados moldados in loco os reservatórios executados na própria obra. Podem ser de concreto armado, alvenaria etc. São utilizados, geralmente, para grandes reservas e são construídos conjuntamente com a estrutura da edificação, seguindo o projeto específico. São encontrados em dois formatos: o cilíndrico e o de paralelepípedo. A quantidade de água que o reservatório vai receber, deve estar de acordo com o projeto do empreendimento, assegurando uma reserva de emergência e de incêndio nas células instaladas dentro do reservatório. Os reservatórios de concreto devem ser executados de acor- do com a NBR 6118 - Projeto de Estruturas de Concreto - Pro- cedimento. Alguns cuidados com a impermeabilização também são importantes. Para tanto, deve ser consultada a NBR 9575 - Impermeabilização - Seleção e Projeto. Reserva de incêndio RG RG RG RG RG RG Compartimento 1 Compartimento 2 Limpeza Consumo Para combate a incêndio Consumo Figura 1.20 Reservatório de concreto moldado in loco. Hidraulica 01.indd 46 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 49 Reservatório (errado) Chuveiro Reservatório (correto) Chuveiro H D H Reservatório industrializado Chuveiro H Reservatório moldado in loco Chuveiro H D D Figura 1.22 Reservatório sob o telhado (< pressão no chuveiro). Figura 1.23 Reservatório sobre o telhado (> pressão no chuveiro). ALTURA DO RESERVATÓRIO A altura do reservatório é determinante no cálculo das pressões dinâmicas nos pontos de consumo. Dessa maneira, independente do tipo de reservatório adotado (industrializado ou moldado in loco), deve-se posicioná-lo a uma determinada altura, para que as peças de utilização tenham um funcionamento perfeito. A al- tura do barrilete deve ser calculada pelo engenheiro hidráulico e, depois, compatibilizada com a altura estabelecida no projeto arquitetônico. É importante lembrar que a pressão não depende do volume de água contido no reservatório, e sim da altura. Hidraulica 01.indd 49 05/09/13 17:24 50 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is LOCALIZAÇÃO DO RESERVATÓRIO Além da altura, a localização inadequada do reservatório no pro- jeto arquitetônico também pode interferir na pressão da água nos pontos de utilização. Isso se deve às perdas de carga (ver “Perda de carga nas canalizações”) que ocorrem durante o percurso da água na rede de distribuição. Quanto maior a perda de carga em uma canalização, menor a pressão dinâmica nos pontos de utilização. Dessa maneira, deve-se diminuir o número de conexões, além de encurtar o comprimento das canalizações sempre que possível, caso se pretenda aumentar a pressão no início das colunas e nos pontos de utilização. O reservatório deve ser localizado o mais próximo possível dos pontos de consumo, para que não ocorra perda de cargas exagerada nas canalizações, o que acarretaria uma diminuição da pressão nos pontos de utilização. Nas Figuras 1.24 e 1.25, observa-se um posicionamento dis- tante do reservatório superior em relação aos pontos de consumo. Levando em consideração os conceitos de perda de carga, quando esse posicionamento é inevitável, por razões arquitetônicas ou estruturais, deve-se posicionar o reservatório a uma determinada altura, para compensar essas perdas, para que não ocorra um com- prometimento das pressões dinâmicas nos pontos de utilização. O ideal seria localizá-lo em uma posição equidistante dos pontos de consumo, diminuindo, consequentemente, as perdas de carga e a altura necessária para compensar essas perdas. Cabe ao arquiteto compatibilizar os aspectos técnicos para o posicionamento da caixa-d’água e sua proposta arquitetônica. O reservatório e seus equipamentos também devem ser lo- calizados de modo adequado em função de suas características funcionais, tais como: espaço, iluminação, ventilação, proteção sanitária, operação e manutenção. Hidraulica 01.indd 50 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 51 INFLUÊNCIA DOS RESERVATÓRIOS NA QUALIDADE DA ÁGUA Todo reservatório deve ser construído com material adequado, para não comprometer a potabilidade da água. Mesmo assim, um dos principais inconvenientes do uso dos reservatórios, além do custo adicional, é de ordem higiênica, pela facilidade de contaminação, principalmente para os usuários que se localizam próximos de locais específicos da rede de distribui- ção, como pontas de rede, onde, em geral, a concentração de cloro residual é, muitas vezes, inexistente. Em geral, a localização imprópria do reservatório, a negligên- cia do usuário em relação à sua conservação, a falta de cobertura adequada e de limpezas periódicas são os principais fatores que contribuem para a alteração da qualidade da água. É extremamente importante a limpeza periódica do reservató- rio (pelo menos duas vezes ao ano), para garantir a potabilidade da água, a qual pode ser veículo direto ou indireto para transmissão de doenças. Para essa limpeza, deve-se obedecer aos seguintes requisitos*: • Fechar o registro de entrada de água no reservatório e abrir todas as torneiras da edificação, deixando que a água escoe por todos os canos existentes. • À medida que a água escoar, realizar uma limpeza física (retira- da de lodo e outros materiais), escovando o fundo e as paredes da caixa com uma escova reservada exclusivamente para essa finalidade. *Oliveira, Castrignano de; Carvalho, Anésio Rodrigues de, Saneamento do meio. 5.ª ed. São Paulo: Senac, 2005. Chuveiro H Reservatório L Reservatório Chuveiro H D L Figura 1.24 Reservatório distante dos pontos de consumo (< pressão no chuveiro). Figura 1.25 Reservatório distante dos pontos de consumo (solução correta). Hidraulica 01.indd 51 05/09/13 17:24 54 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is COLUNAS, RAMAIS E SUB-RAMAIS As colunas de distribuição de água fria derivam do barrilete, descem na posição vertical e alimentam os ramais nos pavimentos que, por sua vez, alimentam os sub-ramais das peças de utilização. Cada coluna deverá conter um registro de gaveta posicionado à montante do primeiro ramal. Deve-se utilizar coluna exclusiva para válvulas de descarga para evitar interferências com os demais pontos de utilização. En- tretanto, devido à economia, muitos projetistas utilizam a mesma coluna, que abastece a válvula para alimentar as demais peças de utilização. Isso deve ser evitado, principalmente, quando se utilizar aquecedor de água, jamais ligá-lo a ramal servido por coluna que também atenda a ramal com válvula de descarga, pois o golpe de aríete acabará por danificar o aquecedor. A norma NBR 5626 recomenda que nos casos de instalações que contenham válvulas de descarga, a coluna de distribuição de- verá ser ventilada. Porém, é recomendável a ventilação da coluna independente de haver válvula de descarga na rede*. A ventilação é importante para evitar a possibilidade de contaminação da ins- talação devido ao fenômeno chamado retrossifonagem (ver item “Aparelhos passíveis de provocar retrossifonagem”). Outra razão para ventilar a coluna de distribuição é que nas tubulações sem- pre ocorrem bolhas de ar, que normalmente acompanham o fluxo de água, causando a diminuição das vazões das tubulações. Com a ventilação da coluna essas bolhas serão expelidas, melhorando o funcionamento das peças de utilização. Também no caso de esvaziamento da rede por falta de água e, quando volta a mesma a encher, o ar fica “preso”, dificultando a passagem da água. Neste caso, a ventilação permitirá a expulsão do ar acumulado. _ * Manual Técnico Tigre. Hidraulica 01.indd 54 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 55 Barrilete A B Cobertura Pav. 10 Pav. 9 Pav. 8 Pav. 7 Pav. 6 Colunas de distribuição H R I S J T K U VL AF1 AF2 Ramal Ramal Ramal Ramal Ramal Ramal Ramal Ramal Pav. 5 Pav. 4 Pav. 3 Pav. 2 Pav. 1 Térreo C MRamal Ramal E ORamal Ramal P QG D NRamal Ramal F Ramal Ramal Ramal Ramal Figura 1.28 Colunas de distribuição. Hidraulica 01.indd 55 05/09/13 17:24 56 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is MATERIAIS UTILIZADOS Uma escolha adequada dos materiais, dispositivos e peças de utili- zação é condição básica para o bom funcionamento das instalações, pois, mesmo existindo um bom projeto, na etapa de construção poderá ocorrer uma série de erros que pode comprometer a qua- lidade da construção. O conhecimento de alguns aspectos tecnológicos das instala- ções prediais, visando à sua adequação aos sistemas construtivos, é de fundamental importância para o projetista. Para a escolha dos materiais, também é importante a obser- vância da NBR 5626, que fixa as condições exigíveis, a maneira e os critérios pelos quais devem ser projetadas as instalações pre- diais de água fria, para atender às exigências técnicas de higiene, segurança, economia e conforto dos usuários. Existem vários componentes empregados nos sistemas prediais de água fria: tubos e conexões, válvulas, registros, hidrômetros, bombas, reservatórios etc. Os materiais mais comumente utilizados nos tubos são: cloreto de polivinila (PVC rígido), aço galvanizado e cobre. Normalmente, as tubulações destinadas ao transporte de água potável são executadas com tubos de plástico (PVC), imunes à corrosão. Existem vários fabricantes de tubos e conexões de PVC. Para uso em instalações prediais de água fria, utilizam-se dois tipos: o PVC rígido soldável marrom, com diâmetros externos que variam de 20 mm a 110 mm, e o PVC rígido roscável branco, com diâmetros que vão de ½” a 4”. As principais vantagens dos tubos e conexões de PVC em re- lação aos outros materiais são: leveza e facilidade de transporte e manuseio; durabilidade ilimitada; resistência à corrosão; facilidade de instalação; baixo custo e menor perda de carga. As principais desvantagens são: baixa resistência ao calor e degradação por exposição prolongada ao sol. Os tubos metálicos apresentam como vantagens: maior resistên- cia mecânica; menor deformação; resistência a altas temperaturas (não entram em combustão nas temperaturas usuais de incêndio). As desvantagens são: suscetíveis à corrosão; possibilidade de al- teração das características físico-químicas da água pelo processo de corrosão e de outros resíduos; maior transmissão de ruídos ao longo dos tubos; maior perda de pressão Os tubos e conexões de ferro galvanizado, geralmente, são utilizados em instalações aparentes e nos sistemas hidráulicos de combate a incêndios. As conexões, principalmente os cotovelos, são muito utilizadas nos pontos de torneira de jardim, pia, tanque etc. por serem mais resistentes. Hidraulica 01.indd 56 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 59 RG 60 RG 18 0 Forro RG 10 Figura 1.30 Posições possíveis do registro geral. INSTALAÇÃO DE REGISTROS Depois de escolher o modelo de registro adequado ao tipo de tubula- ção da instalação (soldável ou roscável) o projetista deve estudar o posicionamento e altura de cada registro dentro do compartimento. A altura padrão do registro de gaveta é de 180 cm em relação ao piso acabado. O seu posicionamento na parede depende do detalhe isométrico de água fria e quente e das interfaces com o leiaute do compartimento. A colocação de registros de pressão dentro do box deve ser estudada de maneira que os registros do chuveiro possam ser aber- tos e fechados sem que a pessoa se molhe. Isso é muito importante principalmente no inverno, quando a água fria causa maior des- conforto. A altura ideal desses registros deve estar compreendida entre 100 e 110 cm em relação ao piso acabado. Com relação ao registro de pressão para banheira de hidro- massagem, a altura é variável, pois depende das dimensões espe- cificadas pelo fabricante. Além disso, o arquiteto pode posicionar a banheira em um nível mais alto do que o nível do piso do banheiro. Hidraulica 01.indd 59 05/09/13 17:24 60 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is Figura 1.31 Alternativas de leiaute de banheiro. DESENHOS DAS INSTALAÇÕES Os desenhos das instalações baseiam-se no projeto arquitetônico; portanto, um projeto bem resolvido, com as peças sanitárias e os equipamentos corretamente definidos e localizados, pontos de água devidamente cotados com a utilização do sistema de eixos longitudinais e transversais, ao longo das paredes e/ou pilares, é condição básica para que se consiga um leiaute adequado para a futura elaboração do projeto de instalações. Os desenhos dos projetos das instalações devem seguir ba- sicamente as normas brasileiras para desenho técnico, no geral, atendendo também às especificidades de cada projeto: água fria, água quente, incêndio, esgoto e águas pluviais. Atualmente, existem diversos programas computadorizados no mercado, que auxiliam a elaboração dos projetos de hidráulica e seu desenho, inclusive as perspectivas isométricas. Para os alunos de graduação do curso de Arquitetura e Urba- nismo, entretanto, sugerimos que os desenhos das instalações sejam elaborados com os tradicionais gabaritos e esquadros plásticos, particularmente no aprendizado, para facilitar sua compreensão. Hidraulica 01.indd 60 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 61 Hidraulica 01.indd 61 05/09/13 17:24 64 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is A F1 ø 50 VD S/ESCALA LV BS ø2 5 DC ø 25 ø 25 RP CH A F2 RG ø 25 ø2 5 ø 25 Figura 1.32 Detalhe isométrico (banheiro). Hidraulica 01.indd 64 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 65 Pia Pia ø25 FI RG S/ESCALA ø 25 ø 25 A F RP ø25 Figura 1.33 Detalhe isométrico (cozinha). Hidraulica 01.indd 65 05/09/13 17:24 66 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is A F ø 25 RG ø25 ø25 MLR TQ TQ S/ESCALA ø25 ø 25 Figura 1.34 Detalhe isométrico (área de serviço). Hidraulica 01.indd 66 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 69 Tabela 1.4 Pesos relativos nos pontos de utilização, identificados em função do aparelho sanitário e da peça de utilização (NBR 5626). Aparelho sanitário Peça de utilização Vazão de projeto (litros/s) Peso relativo Bacia sanitária Caixa de descarga 0,15 0,3 Válvula de descarga 1,70 32 Banheira Misturador (água fria) 0,30 1,0 Bebedouro Registro de pressão 0,10 0,1 Bidê Misturador (água fria) 0,10 0,1 Chuveiro ou ducha Misturador (água fria) 0,20 0,4 Chuveiro elétrico Registro de pressão 0,10 0,1 Lavadora de pratos ou de roupas Registro de pressão 0,30 1,0 Lavatório Torneira ou misturador (água fria) 0,15 0,3 Mictório cerâmico Com sifão integrado Válvula de descarga 0,50 2,8 Sem sifão Integrado Caixa de descarga, registro de pressão ou válvula de descarga para mictório 0,15 0,3 Mictório tipo calha Caixa de descarga ou registro de pressão 0,15 por metro de calha 0,3 Pia Torneira ou misturador (água fria) 0,25 0,7 Torneira elétrica 0,10 0,1 Tanque Torneira 0,25 0,7 Torneira de jardim ou lavagem em geral Torneira 0,20 0,4 Tabela 1.5 Ábaco simplificado (somatórios de 0 a 100). Soma dos pesos 0 ⇔ 1,1 ⇔ 3,5 ⇔ 18 ⇔ 44 ⇔ 100 ø Soldável (mm) 20 mm 25 mm 32 mm 40 mm 50 mm ø Roscável (pol.) 1/2” 3/4” 1” 1.1/4” 1.1/2” Nota Para somatórios acima de 100, deve ser consultado ábaco para cál- culo de tubulações (normograma de pesos, vazões e diâmetros). Hidraulica 01.indd 69 05/09/13 17:24 70 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is Figura 1.36 Normograma de pesos, vazões e diâmetros.* * Hélio Creder. Instalações hidráulicas e sanitárias, cit. Hidraulica 01.indd 70 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 71 Tabela 1.6 Parâmetros hidráulicos do escoamento (NBR 5626). Parâmetros Unidades Símbolos Vazão Litros por segundo Metros cúbicos por hora l/s m³/h Velocidade Metros por segundo m/s Perda de carga unitária Metro de coluna d’água por metro m.c.a. /m Perda de carga total Metro de coluna d’água Quilopascal m.c.a kPa Pressão Quilopascal kPa Exemplo de dimensionamento Calcular os diâmetros das tubulações de uma instalação de água fria que abastece as seguintes peças de utilização: 1 bacia sanitária com válvula de descarga, 1 ducha higiênica, 1 lavatório (torneira ou misturador, 1 chuveiro elétrico, 1 pia (torneira ou misturador), 1 tanque e 1 torneira de jardim. G PIA TQ TJ BS LV B A C D E F CH RP RG RG RG DC VD Figura 1.37 Dimensionamento das tubulações. Hidraulica 01.indd 71 05/09/13 17:24 74 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is PRESSÃO DINÂMICA Com relação à pressão dinâmica, de acordo com a NBR 5626, em qualquer ponto da rede predial de distribuição, a pressão da água em regime de escoamento não deve ser inferior a 0,50 m.c.a. Esse valor visa a impedir que o ponto crítico da rede de distribuição, geralmente o ponto de encontro entre o barrilete e a coluna de distribuição, possa obter pressão negativa. Por outro lado, uma pressão excessiva na peça de utilização tende a aumentar desnecessariamente o consumo de água. Portan- to, em condições dinâmicas, os valores das pressões nessas peças devem ser controlados, para resultarem próximos aos mínimos necessários. Para que as peças de utilização tenham um funcionamento perfeito, a pressão da água nos pontos de utilização (pressão di- nâmica) não deve ser inferior a 1 m.c.a., com exceção do ponto da caixa de descarga, onde a pressão pode ser menor, até um mínimo de 0,50 m.c.a. O fabricante deve definir os valores limites da pressão dinâmica para as peças de utilização de sua produção, respeitando sempre as normas específicas. PD = PE– PC PD: pressão dinâmica PE: pressão estática PC: perda de carga Figura 1.39 Pressão dinâmica (com escoamento). Hidraulica 01.indd 74 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 75 PRESSÃO DE SERVIÇO Com relação à pressão de serviço, a norma NBR 5626 fala o seguinte: “o fechamento de qualquer peça de utilização não pode pro- vocar sobrepressão em qualquer ponto da instalação que seja maior que 20 m.c.a. acima da pressão estática nesse ponto”. Isso significa que a pressão de serviço não deve ultrapassar a 60 m.c.a., pois é o resultado da máxima pressão estática (40 m.c.a.) somada à máxima sobrepressão (20 m.c.a.). Alguns profissionais da construção civil que executam insta- lações em prédios com grandes alturas utilizam tubos metálicos, pensando que estes são mais resistentes que os tubos de PVC. É importante ressaltar que o conceito de pressão máxima independe do tipo de tubulação, pois a norma não faz distinção quanto ao tipo de material. Dessa forma, a pressão estática máxima de 40 m.c.a. deve ser obedecida em qualquer caso, independente dos materiais dos tubos (PVC, cobre ou ferro) que serão utilizados nas instalações de água fria e quente. DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESSÃO As peças de utilização são projetadas de modo a funcionar com pressões estática ou dinâmica (máximas e mínimas) preestabeleci- das pelos fabricantes dos tubos, dispositivos e aparelhos sanitários. Portanto, uma das maiores preocupações nas redes hidráulicas é a pressão nos pontos de utilização. Atualmente, existem no mercado dispositivos que elevam ou reduzem a pressão da água nas canalizações. Quando falta pressão na rede, o pressurizador é um recurso eficiente; quando a pressão é elevada (acima de 40 m.c.a), utilizam-se válvulas reguladoras de pressão. Hidraulica 01.indd 75 05/09/13 17:24 76 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is PRESSURIZADOR Um dos problemas mais comuns em todo tipo de edificação é a falta de pressão de água do reservatório (ver item “Altura dos reservató- rios”). Para resolvê-lo, geralmente são utilizados pressurizadores para aumentar e manter a pressão nas redes. Além do custo re- duzido, esses dispositivos praticamente não exigem manutenção. São encontrados em diversos modelos no mercado e podem ser utilizados: em residências, apartamentos, hotéis, motéis, hospitais, restaurantes etc. Também podem ser utilizados em indústrias, para alimentar máquinas, equipamentos etc., dispensando a construção de torres para caixa-d’água. No meio rural, para o abastecimento de residências, irrigação etc. Cada modelo apresenta suas vantagens. Antes de escolher o equipamento, no entanto, deve-se consultar os catálogos dos fabri- cantes e os revendedores autorizados. Alguns fabricantes mais conscienciosos recomendam alguns cuidados com relação à instalação desses equipamentos, principal- mente quanto à localização e à prevenção de ruídos. O pressurizador deverá estar localizado o mais distante possível de locais onde é necessário silêncio (dormitórios, escritórios, salas de reunião). Para que não haja ruído devido a vibrações, deverá ser evitada a instalação diretamente sobre lajes, principalmente sobre as de grandes dimensões e pequena espessura – quando for colo- cado sobre lajes, deverá haver base provida de amortecedores. Caixa-d’água em fiberglass cap.1 000 L Mongote flexível ø1” Sistema de pressurização ø32 mm PVC Laje Prever apoio de borracha Prever apoio para caixa-d’água 10 0 Figura 1.40 Pressurizador em residência domiciliar. Hidraulica 01.indd 76 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 79 VELOCIDADE MÁXIMA DA ÁGUA A NBR 5626 (ABNT) recomenda que as tubulações sejam dimen- sionadas de modo que a velocidade da água, em qualquer trecho, não ultrapasse valores superiores a 3 m/s. Acima desse valor, ocorre um ruído desagradável na tubulação, devido à vibração das paredes ocasionada pela ação do escoamento da água. RUÍDOS E VIBRAÇÕES EM INSTALAÇÕES PREDIAIS As instalações de água fria devem ser projetadas e executadas de maneira a atender às necessidades de conforto do usuário, com relação aos níveis de ruído produzidos ou transmitidos pela própria instalação, bem como evitar que as vibrações venham a provocar danos à instalação. A transmissão do ruído em instalações prediais de água fria é bastante complexa, porém essa ocorrência, assim como de vibra- ções, está bastante associada a edifícios altos e instalações pres- surizadas. A movimentação da água (sob pressão relativamente elevada) nas tubulações, nos aparelhos hidráulicos (válvulas de descarga, conexões, torneiras, torneiras de boia, bombas de recal- que, peças de utilização etc.) e em bombas de recalque gera ruído de impacto, que se propaga pela canalização e, daí, pela estrutura e pelas paredes (elementos normalmente solidários), que, por sua vez, irradiam o ruído para as adjacências, incomodando os ocupantes da edificação. Em alguns projetos, os cuidados com relação aos níveis de ruído devem ser redobrados, sendo necessário um tratamento acústico para os locais. Um fenômeno muito conhecido, que ocorre, principalmente, nos prédios mais antigos e causa ruídos extremamente desagradáveis, é o “golpe de aríete”. Ele acontece quando a água, ao descer com muita velocidade pela canalização, é bruscamente interrompida, ficando os equipamentos e a própria canalização sujeitos a choques violentos. Para amenizar esse problema, podem ser usados alguns recur- sos, como válvulas de descarga e registros com fechamento mais suave, limitação da velocidade nas tubulações etc. Principalmente em prédios, é preferível utilizar caixas de descarga, pois além de consumirem menor quantidade de água, não provocam golpe de aríete. O uso de tecnologias construtivas mais novas pode ajudar em outros casos. O polietileno reticulado (ver “Sistema PEX – Tubos flexíveis de polietileno reticulado”, na Parte 2), por exemplo, por Hidraulica 01.indd 79 05/09/13 17:24 80 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is ser menos rígido e permitir que a água passe por trajetos curvos de forma mais suave, tende a diminuir os ruídos. Existem também outras medidas simples, que podem minimizar, ou até mesmo resolver, o problema dos ruídos – projetar as instalações de forma que as prumadas não passem por paredes de ambientes com mais exigência de ocupação, por exemplo.* Para conforto dos moradores com relação aos níveis de ruído provocados pelas instalações, uma distribuição correta dos cômodos também é de fundamental importância. A seguir, são apresentadas algumas recomendações construtivas, que devem ser observadas para evitar ou impedir o aparecimento de ruído nas edificações.** • Locar as peças de utilização na parede oposta à contígua aos ambientes habitados ou, na impossibilidade disso, utilizar dis- positivos antirruído nas instalações. • Não utilizar tijolos vazados de cerâmica ou concreto nas pare- des que suportem (ou tragam embutidas) tubulações de água de alimentação com ramais para válvula de descarga ou sob pressurização pneumática. Ambiente habitado ErradoCerto Ambiente habitado Figura 1.43 Ruído em canalizações. * Ubiratan Leal. “Ruídos em tubulações podem ter várias causas”. In.: Revista Téchne, n. 72, março de 2004, São Paulo, Pini, p. 48-51. ** Fernando Henrique Aidar. “O incômodo ruído das instalações hidráulicas”. In.: Revista Téchne, n. 35. Hidraulica 01.indd 80 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 81 Situação A - Válvula fechada: temos apenas a pressão estática da rede (pressão normal). Situação C - Fechamento rápido da válvula: ocorre interrupção brusca da água, causando violento impacto sobre a válvula e demais equipamentos, além de vibrações e fortes pressões na tubulação. Pressão estática Válvula fechada Situação B - Válvula aberta: a água começa a descer, aumentando gradativamente a velocidade dentro do tubo. A pressão contra as paredes se reduz ao máximo. Água descendo em velocidade Válvula aberta Onda de pressão (causadora de vibrações) Válvula fechada bruscamente Impacto da água Zona de depressão (vácuo parcial) Figura 1.44 Golpe de aríete. • Deixar um recobrimento mínimo de 50 mm (tijolo maciço, arga- massa, ou tijolo + argamassa) na face voltada para dormitórios, sala de estar, sala íntima, escritórios e home theater. • Utilizar vasos sanitários acoplados à caixa de descarga, em vez de válvulas de descarga. Fonte: Manual Técnico Tigre. Hidraulica 01.indd 81 05/09/13 17:24 84 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is CÁLCULO DA PERDA DE CARGA E DA PRESSÃO DINÂMICA Para calcular a pressão dinâmica em qualquer ponto da instalação se faz necessário calcular as perdas de carga do sistema (distribuí- das e localizadas). As perdas distribuídas (ao longo de um tubo) dependem do seu comprimento e diâmetro interno, da rugosidade da sua superfície interna e da sua vazão. De acordo com a NBR 5626, “para calcu- lar o valor da perda de carga nos tubos, recomenda-se utilizar a equação universal, obtendo-se os valores das rugosidades junto aos fabricantes dos tubos”. Na falta dessas informações podem ser utilizadas as expressões de Fair-Whipple-Hsiao indicadas a seguir: Para tubos rugosos (tubos de aço carbono, galvanizado ou não): J = 20,2 × 106 × Q1,88 × d–4,88 Para tubos lisos (tubos de plástico, cobre ou liga de cobre): J = 8,69 × 106 × Q1,75 × d–4,75 onde: J = perda de carga unitária, em quilopascals por metro; Q = vazão estimada na seção considerada, em litros por segundo; d = diâmetro interno do tubo, em milímetros. As perdas localizadas (perdas pontuais), ocorridas nas cone- xões, registros etc. pela elevação da turbulência da água nesses locais são obtidas através da Tabela de Perda de Carga Localizada NBR 5626 que fornece as perdas localizadas, diretamente em “comprimento equivalente de canalização”. Portanto, a perda de carga total do sistema será a somatória das perdas distribuídas e localizadas. Para calcular a pressão dinâmica em qualquer ponto da insta- lação, utiliza-se a seguinte fórmula: Pd = Pe – hf onde: Pd = pressão dinâmica Pe = pressão estática hf = perda de carga total Exemplo de cálculo Ao analisar o esquema hidráulico da figura 1.44, o memorial des- critivo e as memórias de cálculo referentes ao projeto, observa-se que: Hidraulica 01.indd 84 05/09/13 17:24 Á gu a Fr ia 85 • o nível mínimo de água do reservatório está localizado na cota 40,00 m • a perda de carga total entre o reservatório e o chuveiro é de 2,0 m.c.a • a pressão mínima recomendada para o funcionamento do chu- veiro elétrico é de 1 m.c.a Com base nessas informações e na figura 1.46, calcula-se a pressão dinâmica no ponto do chuveiro Solução: Pd = Pe – hf Pd = (40,00 – 35,00) – 2,00 Pd = 5,00 – 2,00 = 3 m.c.a Conclui-se que a pressão é satisfatória, pois Pd > 1 m.c.a Observação importante Quando a pressão no ponto do chuveiro for inferior a 1 m.c.a, o projetista deve adotar algumas medidas, tais como: aumentar a altura do reservatório, diminuir as perdas de cargas ou pressurizar a rede de distribuição. 40,00 m 35,00 m RG - registro de gaveta RP - registro de pressão LV - lavatório BS - bacia sanitária CH - chuveiro TQ - tanque MLR - máquina de lavar roupa LV TQMLR RG RG RG RP BS CH Reservatório Figura 1.46 Cálculo da pressão disponível no chuveiro (ducha). Hidraulica 01.indd 85 05/09/13 17:24 86 Pa rt e I — In st al aç õ es H id rá ul ic as P re d ia is 1/2 3/4 1 1 1/4 1 1/2 2 1/2 3 4 2 20 30 40 50 60 70 80 90 100100 10 9 9 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 2,5 m/s 1 0,1 0,001 9 9 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 0,01 9 8 7 6 5 4 3 2 0,1 1 9 8 7 6 5 4 3 2 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3 2 0,1 0,01 9 8 7 6 5 4 3 2 J (m/m) V (m/seg) Q (l/seg) D (pol) (mm) Figura 1.47 Ábaco de Fair-Whipple-Hsiao para tubulações de aço galvanizado e ferro fundido. Hidraulica 01.indd 86 05/09/13 17:24