CARVALHO JÚNIOR
ROBERTO DE CARVALHO JÚNIOR
inúmeros projetos de ediicações de
uma bibliograia que atendesse às necessidades de aprendizado e consul
E O PROJETO DE ARQUITETURA
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didática, prática e simpliicada dos vários subsistemas das instalações hi
INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS
Este livro foi desenvolvido com a inalidade de apresentar ao arquiteto
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HIDRÁULICAS
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Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS
E O PROJETO DE ARQUITETURA
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Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
PROF. ENG. ROBERTO DE CARVALHO JÚNIOR
INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS
E O PROJETO DE ARQUITETURA
7.ª edição revista
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Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
© 2013 Roberto de Carvalho Júnior
Editora Edgard Blücher Ltda.
FICHA CATALOGRÁFICA
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
Carvalho Júnior, Roberto de
Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura /
Roberto de Carvalho Júnior - 7.ª ed. - São Paulo: Blucher,
2013
Bibliografia
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.
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ISBN 978-85-212-0783-2
1. Instalações hidráulicas e sanitárias - Projetos e
construção. I. Título.
13-0811
Índices para catálogo sistemático:
1. Arquitetura - projetos hidráulicos
2. Instalações hidráulicas e sanitárias
CDD 696.1
(in memoriam)
Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
Aos meus queridos e inesquecíveis avós
Lucato e Lucrécia
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Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
Tive a sorte de contar com bons professores, colegas e colaboradores que, direta ou indiretamente, influenciaram este trabalho. Sou
particularmente grato ao arquiteto prof. dr. Admir Basso, da Escola
de Engenharia de São Carlos-USP, que despertou meu interesse pelo
estudo das instalações prediais e suas interfaces com a arquitetura.
Devo especiais agradecimentos ao arquiteto, professor e mestre
Ésio Glacy de Oliveira, que muito contribuiu para o desenvolvimento
das ideias que se tornaram base e enfoque deste livro; ao soldado
Fábio Alex Abenza Furlanetti do Grupamento de Bombeiros, pela
revisão dos tópicos pertinentes à segurança contra incêndio; as
bibliotecárias, Marilda Colombo Liberato e Ana Paula Lopes Garcia Antunes, que colaboraram na pesquisa sobre novos conceitos
e tecnologias em instalações hidráulicas prediais; ao arquiteto
Virgilio Zanqueta, que gentilmente elaborou a capa deste livro; ao
arquiteto, Mario Sergio Pini, Diretor de Relações Institucionais da
Editora PINI, que acreditou neste trabalho, tornando-se um grande aliado na luta para a realização do sonho de editá-lo; a Editora
Blucher pelo apoio e profissionalismo nesta parceria com o autor.
Roberto de Carvalho Júnior
www.robertodecarvalhojunior.com.br
Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
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Embora algum tipo de instalação hidráulica e sanitária possa ser
encontrado já na antiguidade, particularmente nos banhos romanos, 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 hidráulicos, 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,
Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
PREFÁCIO À 6ª EDIÇÃO
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Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
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 estudante de arquitetura e aos profissionais suprirem as necessidades
colocadas pela evolução tecnológica e enfrentarem com sucesso os
problemas que o exercício profissional lhes coloca cotidianamente. 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 arquitetos, mas mesmo para os engenheiros projetistas que precisam
trabalhar com arquitetos e que, por isso, precisam também compreender os problemas com os quais o arquiteto enfrenta.
A grande experiência do autor no trato da interface entre a hidráulica 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 Arquitetura da FAU/USP, foi Pró-Reitor de Pesquisa da USP, autor
de centenas de projetos de arquitetura e urbanismo
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O conhecimento técnico é unívoco, pertencendo à classe de estudiosos 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 comercialização de seus produtos, produzem folhetos, contendo informações
básicas, para instaladores e pequenas empresas do setor, manuais
técnicos, com informações mais detalhadas, confiáveis e imediatamente aplicáveis, para uso de estudantes e profissionais de outras
áreas, e os compêndios, com informação completa e pormenorizada, 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, futuros 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 Arquitetura. 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
Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
PREFÁCIO À 5ª EDIÇÃO
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participa de um esforço compartilhado de elevar o mercado editorial brasileiro de publicações especializadas ao plano da qualidade
global.
Os professores das disciplinas correlatas dispõem de um referencial de inestimável validade e efetividade para o ensino e o
aprendizado. Os professores de outras disciplinas de conhecimento
técnico dispõem de uma “fresta” nas múltiplas frentes de trabalho,
para ser decididamente explorada.
Mário Sérgio Pini
Arquiteto, Diretor de Relações Institucionais/Grupo PINI
e Diretor Técnico/PINI Serviços de Engenharia.
As instalações prediais constituem subsistemas que devem ser
integrados ao sistema construtivo proposto pela arquitetura, de
forma harmônica, racional e tecnicamente correta.
Quando não há coordenação e/ou entrosamento entre o arquiteto e os profissionais contratados para a elaboração dos projetos
complementares, pode ocorrer uma incompatibilização entre os
projetos, o que, certamente, aparecerá depois, durante a execução
da obra, gerando inúmeras improvisações para solucionar os problemas surgidos visando finalizar a execução das instalações.
Um projeto arquitetônico elaborado com os equipamentos
adequadamente localizados, tendo em vista suas características
funcionais, compatibilizado com os projetos de estrutura, fundações, instalações e outros pertinentes, é condição básica para a
perfeita integração entre os vários subsistemas construtivos. O
projeto de instalações prediais harmoniosamente integrado aos
demais projetos do edifício permitirá fácil operação e manutenção
das instalações.
A área de instalações prediais é carente de uma bibliografia que
atenda às necessidades do aprendizado acadêmico, e até mesmo
dos profissionais, no que se refere às interfaces físicas e funcionais
da arquitetura com as instalações. Foi no decorrer de nosso trabalho, observando e resolvendo problemas afins, que resolvemos
fazer uma espécie de cartilha preventiva, de modo a melhorar a
qualidade total da obra.
Este livro foi desenvolvido com o intuito de abordar as principais interferências e interfaces das instalações hidráulicas prediais
com o projeto arquitetônico. Para tanto, apresenta noções básicas
necessárias, ou seja, uma visão simplificada dos vários subsistemas
das instalações prediais voltadas para o arquiteto, designer ou
estudante de arquitetura, para que possam antecipar as soluções
das interfaces e, consequentemente, desenvolver projetos harmonizados com as instalações visando seu perfeito funcionamento.
Essa compatibilização entre os vários subsistemas envolvidos na
Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
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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 relativa 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 indicada e da experiência conquistada, no decorrer dos anos, como
projetista de instalações e professor em curso de graduação na área
de Arquitetura e Urbanismo.
PARTE I INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS
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ÁGUA FRIA ..........................................................................
Considerações gerais ..........................................................
Entrada e fornecimento de água fria .................................
Instalação de poços artesianos ....................................
Poços pouco profundos ................................................
Poços profundos ...........................................................
Compartimento que abriga o cavalete ........................
Medição de água individualizada ................................
Sistemas de abastecimento ................................................
Sistema de distribuição direto.....................................
Sistema de distribuição indireto .................................
Sistema de distribuição mista......................................
Reservatórios ......................................................................
Generalidades ...............................................................
Os reservatórios no projeto arquitetônico ..................
Reservação de água fria ...............................................
Capacidade dos reservatórios ......................................
Tipos de reservatório ...................................................
Altura do reservatório ..................................................
Localização do reservatório .........................................
Influência dos reservatórios na qualidade da água ....
Rede de distribuição ...........................................................
Barrilete ........................................................................
Colunas, ramais e sub-ramais ......................................
Materiais utilizados.............................................................
Dispositivos controladores de fluxo ...................................
Instalação de registros .......................................................
Desenhos das instalações ...................................................
Detalhes isométricos ....................................................
Altura dos pontos .........................................................
Dimensionamento das tubulações de água fria ................
Pressões mínimas e máximas ............................................
Pressão estática ............................................................
Pressão dinâmica .........................................................
Pressão de serviço ........................................................
Dispositivos controladores de pressão ........................
Pressurizador ................................................................
Válvulas redutoras de pressão .....................................
Velocidade máxima da água ...............................................
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CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
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CONTEÚDOCONTEÚDOCON
TEÚDOCONTEÚDOCONTEÚ
DOCONTEÚDOCONTEÚDO
2
3
Ruídos e vibrações em instalações prediais ......................
Perda de carga nas canalizações .......................................
Cálculo da perda de carga e da pressão dinâmica ............
79
82
84
ÁGUA QUENTE ...................................................................
Considerações gerais ..........................................................
Estimativa de consumo ......................................................
Sistemas de aquecimento ...................................................
Sistema de aquecimento individual.............................
Sistema de aquecimento central privado ....................
Sistema de aquecimento central coletivo....................
Tipos de aquecedor .............................................................
Aquecedores elétricos ..................................................
Aquecedores elétricos de passagem ............................
Aquecedores por acumulação ......................................
Aquecedores a gás ........................................................
Aquecedores de passagem a gás ..................................
Aquecedores de acumulação .......................................
Aquecimento solar ........................................................
Instalação esquemática de aquecimento solar ...........
Dimensionamento de aquecedores ....................................
Aquecedores de passagem a gás ..................................
Aquecedores de acumulação .......................................
Aquecedor solar ............................................................
Rede de distribuição ...........................................................
Materiais utilizados.............................................................
Dimensionamento das tubulações de água quente...........
Pressões mínimas e máximas ............................................
Velocidade máxima da água ...............................................
Perdas de carga ...................................................................
Comparação do custo de funcionamento de um
sistema de água quente à eletricidade e a gás ............
Sistemas integrados de aquecimento ................................
90
90
91
91
91
92
92
92
92
92
93
94
95
95
100
100
104
105
106
107
108
112
113
114
114
114
SEGURANÇA CONTRA INCÊNDIO.................................
Considerações gerais ..........................................................
Características da edificação e área de risco ....................
Projeto técnico ....................................................................
Projeto técnico simplificado ........................................
Projeto técnico para instalação e ocupação
temporária.....................................................................
Projeto técnico de ocupação temporária em
edificação permanente .................................................
Classificação dos incêndios ................................................
Medidas de segurança contra incêndio .............................
Meios de combate a incêndios ............................................
118
118
122
123
124
115
115
125
125
126
127
127
4
5
ESGOTOS SANITÁRIOS ....................................................
Considerações gerais ..........................................................
Sistemas de coleta e escoamento dos esgotos
sanitários .......................................................................
Sistemas individuais .....................................................
Sistemas coletivos.........................................................
Sistema predial de esgoto...................................................
Ramal de descarga .......................................................
Desconector (sifão) ......................................................
Caixa sifonada...............................................................
Ralos ..............................................................................
Ralo de saída articulada ...............................................
Ralo antiespuma ...........................................................
Ralo antiinfiltração .......................................................
Ralo linear .....................................................................
Ramal de esgoto............................................................
Tubo de queda ..............................................................
Tubo ventilador e coluna de ventilação ......................
Ramal de ventilação .....................................................
Subcoletor .....................................................................
Caixas de inspeção e gordura ............................................
Caixa de inspeção.........................................................
Caixa de gordura ..........................................................
Caixa múltipla ...............................................................
Características técnicas ...............................................
Coletor predial.....................................................................
Válvula de retenção ......................................................
Materiais utilizados.............................................................
Traçado das instalações .....................................................
Dimensionamento das tubulações .....................................
Instalações de esgoto em pavimentos sobrepostos .........
Residências assobradadas ............................................
Edifícios ........................................................................
Níveis do terreno e redes de esgoto ...................................
Reúso da água servida nas edificações..............................
140
140
141
142
143
143
145
146
147
147
148
148
150
151
152
152
156
157
157
158
160
161
162
162
163
163
165
169
170
171
173
175
ÁGUAS PLUVIAIS ...............................................................
Considerações gerais ..........................................................
Partes constituintes da arquitetura...................................
Cobertura ......................................................................
Águas da cobertura ......................................................
Água furtada .................................................................
178
178
180
180
180
181
139
139
CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
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CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
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CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
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CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
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CONTEÚDOCONTEÚDOCON
TEÚDOCONTEÚDOCONTEÚ
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Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
Sistema de proteção por extintores ............................ 127
Sistemas hidráulicos de combate a incêndios ............ 132
Reserva de incêndio no projeto arquitetônico .................. 136
17
Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
18
CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
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OCONTEÚDOCONTEÚDOCO
NTEÚDOCONTEÚDOCONTE
ÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
CONTEÚDOCONTEÚDOCON
TEÚDOCONTEÚDOCONTEÚ
DOCONTEÚDOCONTEÚDO
6
Cumeeira .......................................................................
Beiral .............................................................................
Platibanda .....................................................................
Partes constituintes do sistema de águas pluviais ...........
Calhas ............................................................................
Condutores verticais.....................................................
Condutores horizontais ................................................
Materiais utilizados.............................................................
Caixas coletoras de águas pluviais ....................................
Águas pluviais e o projeto arquitetônico ...........................
Níveis do terreno e condutores horizontais ................
Posicionamento de calha em telhados ........................
Condutores embutidos e aparentes .............................
Sobreposição de telhados.............................................
Coberturas horizontais de laje .....................................
Rede coletora sem declividade ....................................
Utilização de água da chuva em edificações...............
Instalação de cisternas.................................................
181
182
183
183
183
193
197
200
200
201
201
204
205
206
207
208
209
213
SIMBOLOGIAS UTILIZADAS EM PROJETOS ..................
Água fria ..............................................................................
Água quente ........................................................................
Segurança contra incêndio .................................................
Esgoto ..................................................................................
Águas pluviais .....................................................................
216
216
217
217
217
218
PARTE II AS INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E SUAS
INTERFACES COM O PROJETO
ARQUITETÔNICO
7
APARELHOS SANITÁRIOS ...............................................
Número mínimo de aparelhos ............................................
Instalação de aparelhos sanitários ....................................
Aparelhos passíveis de provocar retrossifonagem ............
220
220
223
224
8
INSTALAÇÕES EM BANHEIROS .......................................
Lavatório ..............................................................................
Bacia sanitária.....................................................................
Bidê e ducha manual...........................................................
Chuveiro e ducha ................................................................
Chuveiro ........................................................................
Ducha ............................................................................
Pressão de água no chuveiro .......................................
Banheiras.............................................................................
Mictório................................................................................
226
227
229
232
234
234
234
239
240
242
INSTALAÇÕES EM COZINHAS ........................................
Pia .......................................................................................
Máquina de lavar louça .......................................................
Filtro ....................................................................................
244
244
246
247
10 INSTALAÇÕES EM ÁREAS DE SERVIÇO ..........................
Tanque .................................................................................
Máquina de lavar roupa ......................................................
Torneiras de lavagem ..........................................................
249
250
251
252
11 ÁREAS ERGONÔMICAS (utilização dos aparelhos) ....
Lavatório ..............................................................................
Bacia sanitária.....................................................................
Bidê ......................................................................................
Ducha ou chuveiro (box) ....................................................
Pia de cozinha .....................................................................
Tanque e máquina de lavar roupa .....................................
253
253
255
256
258
259
260
12 ADEQUAÇÃO DAS INSTALAÇÕES
Para portadores de necessidades especiais .................
Sanitários.............................................................................
Instalação de aparelhos ......................................................
Bacia sanitária ..............................................................
Boxes para chuveiro ou ducha .....................................
Lavatório .......................................................................
Instalação de acessórios .....................................................
261
262
264
264
269
270
272
13 NOVOS CONCEITOS E TECNOLOGIAS. ........................
Sistema PEX – Tubos flexíveis de polietileno
reticulado ......................................................................
Sistema convencional ...................................................
Sistema Manifold ..........................................................
Novos designs de metais e o uso racional da água ..........
Metais de fechamento automático ...............................
Metais monocomando ...................................................
Novos designs de bacias e otimização dos sistemas
de descarga..........................................................................
Dispositivos antivandalismo ...............................................
14 PRUMADAS HIDRÁULICAS E ELEMENTOS
ESTRUTURAIS.....................................................................
Instalações embutidas e aparentes ....................................
Áreas destinadas aos dutos de passagem
e inspeção .....................................................................
Sistemas de shafts visitáveis ..............................................
274
275
275
276
277
279
282
283
285
287
288
291
292
CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
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CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
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CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
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CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
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EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
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EÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
CONTEÚDOCONTEÚDOCONT
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OCONTEÚDOCONTEÚDOCO
NTEÚDOCONTEÚDOCONTE
ÚDOCONTEÚDOCONTEÚDO
CONTEÚDOCONTEÚDOCON
TEÚDOCONTEÚDOCONTEÚ
DOCONTEÚDOCONTEÚDO
Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
9
19
Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura
15 NOVOS CONCEITOS DE BANHEIROS ............................
Banheiros racionais ............................................................
Kits hidráulico-sanitários ...................................................
Paredes hidráulicas pré-montadas e banheiro
pronto ............................................................................
Sanitário ecológico ..............................................................
Piso Box ...............................................................................
293
293
294
295
296
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
20
Água Fria
PARTE I
INSTALAÇÕES
HIDRÁULICAS
PREDIAIS
21
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
ÁGUA FRIA
1
CONSIDERAÇÕES GERAIS
Uma instalação predial de água fria (temperatura ambiente)
constitui-se no conjunto de tubulações, equipamentos, reservatórios e dispositivos, destinados ao abastecimento dos aparelhos
e pontos de utilização de água da edificação, em quantidade
suficiente, mantendo a qualidade da água fornecida pelo sistema
de abastecimento.
O sistema de água fria deve ser separado fisicamente de qualquer outras instalações que conduzam água potável, como por
exemplo as instalações as instalações de água para reúso ou de
qualidade insatisfatória, desconhecida ou questionável. Os componentes da instalação não podem transmitir substâncias tóxicas
à água ou contaminar a água por meio de metais pesados.
A norma que fixa as exigências e recomendações relativas a
projeto, execução e manutenção da instalação predial de água fria é
a NBR 5626, da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).
De acordo com a norma, as instalações prediais de água fria devem
ser projetadas de modo que, durante a vida útil do edifício que as
contém, atendam aos seguintes requisitos:
22
•
preservar a potabilidade da água.
•
garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade adequada e com pressões e velocidades compatíveis com
o perfeito funcionamento dos aparelhos sanitários, peças de
utilização e demais componentes.
•
promover economia de água e energia.
•
possibilitar manutenção fácil e econômica.
•
evitar níveis de ruído inadequados à ocupação do ambiente.
•
proporcionar conforto aos usuários, prevendo peças de utilização adequadamente localizadas, de fácil operação, com vazões
satisfatórias e atendendo às demais exigências do usuário.
Água Fria
ENTRADA E FORNECIMENTO DE
ÁGUA FRIA
Uma instalação predial de água fria pode ser alimentada de duas
formas: pela rede pública de abastecimento ou por um sistema
privado, quando a primeira não estiver disponível.
Quando a instalação for alimentada pela rede pública, a
entrada de água no prédio será feita por meio do ramal predial,
executado pela concessionária pública responsável pelo abastecimento, que interliga a rede pública de distribuição de água à
instalação predial.
Antes de solicitar o fornecimento de água, porém, o projetista
deve fazer uma consulta prévia à concessionária, visando a obter
informações sobre as características da oferta de água no local de
execução da obra. É importante obter informações a respeito de
eventuais limitações de vazão, do regime de variação de pressões,
das características da água, da constância de abastecimento, e
outros que julgar relevantes.
23
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
Figura 1.1 Instalação predial de água fria.
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
4
2
5
1
4
3
6
6
8
7
12
10
13
9
14
11
Ramal predial
INSTALAÇÃO DE POÇOS ARTESIANOS
Quando for prevista utilização de água proveniente de poços, o órgão 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.
24
A empresa contratada para a perfuração e instalação e seu
técnico responsável devem ser credenciados ao Crea e os serviços
Água Fria
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 respectiva 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.
Figura 1.2 Poços pouco profundos.
H
H
25
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
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 características construtivas da bomba. Em geral, é usado para profundidades
de até 300 metros.
Figura 1.3 Poços profundos.
H
H
26
Água Fria
COMPARTIMENTO QUE ABRIGA O
CAVALETE
De maneira geral, todo sistema público que fornece água exige
a colocação de um medidor de consumo, chamado “hidrômetro”.
Esse dispositivo é instalado em um compartimento de alvenaria ou
concreto, juntamente com um registro de gaveta, e a canalização
ali existente é chamada de “cavalete”. A canalização que liga o cavalete ao reservatório interno (alimentador predial), geralmente,
é da mesma bitola (diâmetro) do ramal predial (interliga a rede
pública à instalação predial).
Antes de iniciar o projeto, o arquiteto deve efetuar um estudo
do terreno e a posteação da rua para definir a melhor localização
do conjunto: hidrômetro, medidor de energia elétrica, caixa de
correspondência, campainha com interfone e câmara TV. Os equipamentos de medição de água e energia elétrica serão instalados
pelas concessionárias, em local previamente preparado, dentro da
propriedade particular, preferencialmente no limite do terreno
com a via pública, em parede externa da própria edificação, em
muros divisórios, e servirá para medir o consumo de água e energia
elétrica da edificação.
A localização do compartimento que abriga o cavalete e do
quadro de medição vai depender basicamente do posicionamento
dos ramais de entrada de água e de energia. De qualquer maneira,
deve ser localizado no projeto arquitetônico de modo a facilitar a
leitura pelas concessionárias fornecedoras de água e de energia.
Assim, vale ressaltar que o ideal é o compartimento ter os painéis
de leitura voltados para o lado do passeio público, para que possam
ser lidos mesmo que a casa esteja fechada ou sem morador.
A entrada de água e de energia deve sempre compor com a ideia
usada para o poste de modo que se consiga uma coerência de padrões.
Assim, se o poste foi embutido numa estrutura de alvenaria, o mesmo
deve acontecer com a caixa de medição (centro de medição). Desta
forma, facilita-se a medição do hidrômetro e do relógio de medição.
Até para facilitar a medição do hidrômetro e do relógio de
medição, as três peças (entrada de água, energia e poste) devem
formar um só elemento no projeto arquitetônico.
27
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
Figura 1.4 Entrada de água fria.
Registro
Muro
Hidrômetro
Abrigo do cavalete
Caixa para
registro de
calçada
Rua
Cavalete
Rede pública
de água
Ramal predial
Tabela 1.1 Dimensões do abrigo para o cavalete.
Ramal predial
diâmetro D
(mm)
28
Hidrômetro
Cavalete
diâmetro D
(mm)
Abrigo/dimensões:
altura, largura e
profundidade
(m)
Consumo
provável
(m3 /dia)
Vazão
característica
(m3 /hora)
20
5
3
20
0,85 x 0,65 x 0,30
25
8
5
25
0,85 x 0,65 x 0,30
25
16
10
32
0,85 x 0,65 x 0,30
25
30
20
40
0,85 x 0,65 x 0,30
50
50
30
50
2,00 x 0,90 x 0,40
Água Fria
Figura 1.5 Localização do compartimento que abriga o cavalete.
Quadro de medição
Hidrômetro
(visor virado para o
passeio público)
Edificação
Muro
Calçada
Fácil acesso para leitura
Quadro de medição
Hidrômetro
(visor virado para
lado)
Edificação
Muro
Difícil acesso para leitura
Calçada
29
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
MEDIÇÃO DE ÁGUA
INDIVIDUALIZADA*
A medição de água através de um único hidrômetro, em edifícios
multifamiliares, está sendo gradativamente substituída pela medição 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 concessionárias (empresas) de abastecimento de água para combater
a inadimplência.
A medição individual de água em condomínios prediais é importante 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 volume bombeado para o reservatório superior; redução do índice de
inadimplência; identificação de vazamentos de difícil percepção.
Figura 1.6 Caixa de proteção metálica para 6 hidrômetros.
30
* Coelho, Adalberto Cavalcanti,
1945-Medição de Água
Individualizada – Manual de
Consulta/Adalberto Cavalcanti
Coelho, ed. do Autor, Recife,
222 p. il. 2007.
Água Fria
Figura 1.7 Medição individualizada (com reservatório superior).
Reservatório superior
Hidrômetro
individual
Medidor
Hidrômetro principal
31
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
32
Figura 1.8 Medição individualizada (com reservatório inferior e superior).
Água Fria
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO
Existem três sistemas de abastecimento da rede predial de distribuição: direto, indireto e misto.
Cada um desses sistemas apresenta vantagens e desvantagens,
que devem ser analisadas pelo projetista, conforme a realidade local
e as características do edifício em que esteja trabalhando.
SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DIRETO
A alimentação da rede predial de distribuição é feita diretamente
da rede pública de abastecimento. Nesse caso, não existe reservatório domiciliar, e a distribuição é feita de forma ascendente, ou
seja, as peças de utilização de água são abastecidas diretamente
da rede pública.
Esse sistema tem baixo custo de instalação, porém, se houver
qualquer problema que ocasione a interrupção no fornecimento de
água no sistema público, certamente faltará água na edificação.
Figura 1.9 Sistema de distribuição direta.
1 - Rua
2 - Guia
3 - Registro na calçada
4 - Rede pública de água
5 - Abrigo do cavalete
6 - Registro
7 - Hidrômetro
8 - Cavalete
9 - Alimentação
10 - Distribuição
2
1
6
5
10
7
10
3
9
8
4
33
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO INDIRETO
No sistema indireto, adotam-se reservatórios para minimizar os
problemas referentes à intermitência ou a irregularidades no abastecimento de água e a variações de pressões da rede pública. No sistema indireto, consideram-se três situações, descritas a seguir.
Sistema indireto sem bombeamento
Esse sistema é adotado quando a pressão na rede pública é suficiente 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).
Figura 1.10 Sistema indireto sem bombeamento.
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
4
2
5
1
4
3
6
5
8
7
12
10
13
15
9
14
11
34
Água Fria
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.
Figura 1.11 Sistema indireto com bombeamento.
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
1
2
3
4
5
6
5
9
11
14
13
10
8
7
12
35
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
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.
36
Reservatório
elevado
Chave
pressostática
Tanques
hidropneumático
Água Fria
Figura 1.13 Sistema hidropneumático utilizando reservatório
elevado.
Manômetro
Bomba
Válvula de
retenção
Fonte: Jacuzzi.
Figura 1.14 Sistema hidropneumático com reservatório superior de
emergência.
Reservatório superior de emergência
(na falta de energia elétrica)
Válvula de
retenção
Chave
pressostática
Tanques
hidropneumático
Bomba
Manômetro
Válvula de pé
Reservatório
inferior
Fonte: Jacuzzi.
37
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO MISTA
No sistema de distribuição mista, parte da alimentação da rede
de distribuição predial é feita diretamente pela rede pública de
abastecimento e parte pelo reservatório superior.
Esse sistema é o mais usual e mais vantajoso que os demais,
pois algumas peças podem ser alimentadas diretamente pela rede
pública, como torneiras externas, tanques em áreas de serviço ou
edícula, situados no pavimento térreo. Nesse caso, como a pressão
na rede pública quase sempre é maior do que a obtida a partir do
reservatório superior, os pontos de utilização de água terão maior
pressão.
Figura 1.15 Sistema de distribuição mista.
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
16 - Distribuição direta
4
1
2
4
5
3
6
6
16
8
7
12
16
10
14
13
14
9
15
11
38
Água Fria
RESERVATÓRIOS
GENERALIDADES
Enquanto em alguns países da Europa e nos Estados Unidos, o
abastecimento de água é feito diretamente pela rede pública, as edificações brasileiras, normalmente, utilizam um reservatório superior,
o que faz com que as instalações hidráulicas funcionem sob baixa
pressão. Os reservatórios domiciliares têm sido comumente utilizados 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 recalque, 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 recalque (conjunto motor e bomba). O superior alimentará os pontos
de consumo por gravidade.
Figura 1.16 Projeto sem concepção de
reservatório.
Figura 1.17 Concepção errada de reservatório.
Reservatório
apoiado sobre
a laje
Chuveiro
39
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
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 estéticos 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 distribuição 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 recalque 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 superior é locado, geralmente, sobre a caixa de escada, em função
da proximidade de seus pilares.
40
Na execução ou instalação do reservatório elevado, é importante 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.
Água Fria
Figura 1.18 Reservatório locado sobre a caixa de escada.
N.A
Reservatório
H ≥ 80 cm
Barrilete
Escada
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 reservatórios: 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.
* Vanderley de Oliveira Melo
& José M. Azevedo Netto.
Instalações prediais hidráulicosanitárias. São Paulo: Edgard
Blucher, 1988.
41
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
O sistema elevatório depende da localização do reservatório
inferior, pois deve estar junto a ele. Quanto às bombas, existem dois
tipos básicos de disposição, com relação ao nível de água do poço de
sucção: acima do reservatório; em posição inferior, no nível do piso
do reservatório (bomba afogada). A disposição mais comumente
utilizada é em nível mais elevado, que permite melhores condições
de manutenção do sistema e de seu próprio abrigo.
Figura 1.19 Reservatório inferior e casa de bombas.
N.A.
N.A.
RESERVAÇÃO DE ÁGUA FRIA
De acordo com NBR 5626, a capacidade dos reservatórios deve ser
estabelecida levando-se em consideração o padrão de consumo de
água no edifício e, onde for possível obter informações, a frequência
e duração de interrupções do abastecimento.
O volume de água reservado para uso doméstico deve ser, no
mínimo, o necessário para 24 horas de consumo normal no edifício,
sem considerar o volume de água para combate a incêndio.
No caso de residência pequena, recomenda-se que a reserva
mínima seja de 500 litros. Para o volume máximo, a norma recomenda que sejam atendidos dois critérios: garantia de potabilidade
da água nos reservatórios no período de detenção médio em utilização normal; atendimento à disposição legal ou ao regulamento
que estabeleça volume máximo de reservação.
42
Água Fria
Consumo de água
O consumo de água pode variar muito, dependendo da disponibilidade de acesso ao abastecimento e de aspectos culturais da população, entre outros. Alguns estudos mostram que, por dia, uma pessoa
no Brasil gasta de 50 litros a 200 litros de água. Portanto, com 200
litros/dia utilizados de forma racional, vive-se confortavelmente.
Consumo diário nas edificações
Para calcular o consumo diário de água dentro de uma edificação,
é necessária uma boa coleta de informações: pressão e vazão nos
pontos de utilização; quantidade e frequência de utilização dos aparelhos; população; condições socioeconômicas; clima, entre outros.
O memorial descritivo de arquitetura também deve ser convenientemente estudado, pois algumas atividades básicas e complementares,
como piscina e lavanderia, podem influenciar no consumo diário.
Na ausência de critérios e informações, para calcular o consumo diário de uma edificação, utilizam-se tabelas apropriadas: *
verifica-se a taxa de ocupação de acordo com o tipo de uso do
edifício e o consumo per capita (por pessoa). O consumo diário
(Cd) pode ser calculado pela seguinte fórmula:
Cd = P × q
Onde: Cd = consumo diário (litros/dia);
P = população que ocupará a edificação e
q = consumo per capita (litros/dia).
* Hélio Creder, Instalações
hidráulicas e sanitárias 5.ª ed.
Rio de Janeiro: Livros Técnicos
e Científicos, 1991; Joseph
Archibald Macintyre. Manual
de instalações hidráulicas
e sanitárias. Rio de Janeiro:
Guanabara, 1990.
Tabela 1.2 Taxa de ocupação de acordo com a natureza do local.
Natureza do local
Taxa de ocupação
Residências e apartamentos
Duas pessoas por dormitório
Bancos
Uma pessoa por 5,00 m² de área
Escritórios
Uma pessoa por 6,00 m² de área
Lojas (pavimento térreo)
Uma pessoa por 2,50 m² de área
Lojas (pavimento superior)
Uma pessoa por 5,00 m² de área
Shopping centers
Uma pessoa por 5,00 m² de área
Museus e bibliotecas
Uma pessoa por 5,50 m² de área
Salões de hotéis
Uma pessoa por 5,50 m² de área
Restaurantes
Uma pessoa por 1,40 m² de área
Teatro, cinemas e auditórios
Uma cadeira para cada 0,70 m² de área
43
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
Tabela 1.3 Consumo predial diário (valores indicativos).
Prédio
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
44
Consumo (litros/dia)
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.
Água Fria
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 recomendável 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, recomenda-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 empregada. 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.
45
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
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 acordo com a NBR 6118 - Projeto de Estruturas de Concreto - Procedimento. Alguns cuidados com a impermeabilização também
são importantes. Para tanto, deve ser consultada a NBR 9575
- Impermeabilização - Seleção e Projeto.
Figura 1.20 Reservatório de concreto moldado in loco.
Compartimento 1
Compartimento 2
Reserva de
incêndio
RG
Consumo
RG
RG
RG
RG
RG
Limpeza
Consumo
Para combate
a incêndio
46
V=A×h
Água Fria
Para o dimensionamento dos reservatórios moldados in loco,
utiliza-se a fórmula:
Onde: V = volume = capacidade do reservatório (m³)
A = área do reservatório (m²)
h = altura do reservatório (m)
Exemplos de dimensionamento
Calcular o volume em “litros” de um reservatório moldado in loco,
cuja área é de 6,0 m 2 e altura de lâmina d’água é 1,5 m.
Solução:
V=A×h
V = 6,0 × 1,5
V = 9 m3
1 m3 = 1.000 litros
V = 9.000 l
Qual deve ser a altura da lâmina d’água de um reservatório de 7.200
litros cujas dimensões em planta são 2,0 × 3,0 m.
Solução:
V = 7.200 litros = 7,2 m3
V=A×h
7,2 = (2,0 × 3,0) × h
h = 7,2: 6,0
h = 1,2 m
Reservatórios industrializados
Os reservatórios industrializados são construídos basicamente de
fibrocimento, metal, polietileno ou fibra de vidro. Normalmente,
são usados para pequenas e médias reservas (capacidade máxima
em torno de 1 000 litros a 2 000 litros). Em casos extraordinários,
podem ser fabricados sob encomenda para grandes reservas (principalmente os reservatórios de aço).
Os reservatórios de fibra de vidro e de PVC vêm sendo muito
utilizados nas instalações prediais devido a algumas vantagens que
apresentam em relação aos demais reservatórios: em função de sua
superfície interna ser lisa, acumulam menos sujeira que os demais,
47
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
sendo, portanto, mais higiênicos; são mais leves e têm encaixes
mais precisos, além da facilidade de transporte, instalação e manutenção. Outra vantagem desses reservatórios é que são fabricados
também para médias e grandes reservas, ocupando muito menos
espaço que os convencionais de menor capacidade.
Na compra de um reservatório industrializado, devem-se verificar sempre as especificações das normas pertinentes.
As normas da ABNT para caixas d’água plásticas são: NBR
14799 – Reservatório poliolefínico para água potável - Requisitos;
NBR 14800 – Reservatório poliolefínico para água potável - Instalações em obra.
Os reservatórios domiciliares devem: ser providos obrigatoriamente de tampa que impeça a entrada de animais e corpos
estranhos; preservar os padrões de higiene e segurança ditados
pelas normas; ter especificação para recebimento relativa a cada
tipo de material, inclusive métodos de ensaio. Na instalação, devem ser tomados alguns cuidados especiais. A caixa d’água deve
ser instalada em local ventilado e de fácil acesso para inspeção e
limpeza. Recomenda-se um espaço mínimo em torno da caixa de
60 cm, podendo chegar a 45 cm para caixas de até 1 000 litros. O
reservatório deve ser instalado sobre uma base estável, capaz de
resistir aos esforços sobre ela atuantes. A base, preferencialmente
de concreto, deve ter a superfície plana, rígida e nivelada sem a
presença de pedriscos pontiagudos capazes de danificar a caixa; a
furação também é importante: além de ferramentas apropriadas, o
instalador deve verificar os locais indicados pelo fabricante antes
de começar o procedimento.
Figura 1.21 Reservatórios industrializados.
Ventilação
Reservatório superior
(caixa-d’água)
Extravazor
Tubo de limpeza
Consumo
48
Alimentação
da caixa
Base de apoio
Água Fria
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 altura 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.
Figura 1.22 Reservatório sob o telhado (< pressão no chuveiro).
Reservatório
(errado)
Reservatório
(correto)
D
H
H
Chuveiro
Chuveiro
Figura 1.23 Reservatório sobre o telhado (> pressão no chuveiro).
Reservatório
industrializado
Reservatório
moldado in loco
D
D
H
Chuveiro
H
Chuveiro
49
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
LOCALIZAÇÃO DO RESERVATÓRIO
Além da altura, a localização inadequada do reservatório no projeto 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 distante 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 comprometimento 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 localizados de modo adequado em função de suas características
funcionais, tais como: espaço, iluminação, ventilação, proteção
sanitária, operação e manutenção.
50
Figura 1.25 Reservatório distante dos pontos
de consumo (solução correta).
Água Fria
Figura 1.24 Reservatório distante dos pontos
de consumo (< pressão no chuveiro).
Reservatório
Reservatório
L
D
H
Chuveiro
L
H
Chuveiro
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 distribuição, como pontas de rede, onde, em geral, a concentração de cloro
residual é, muitas vezes, inexistente.
Em geral, a localização imprópria do reservatório, a negligência 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 reservatório (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 (retirada 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.
51
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
•
Abrir o registro de entrada de água e fechar o registro geral de
distribuição para encher novamente o reservatório.
•
Realizar a desinfecção, utilizando produtos à base de cloro
(normalmente se adiciona 1 litro de hipoclorito de sódio a 11%
para cada 1 000 litros de água).
•
Tampar o reservatório e deixar essa solução agir durante uma
hora (durante esse período, não se deve utilizar a água para
consumo).
•
Realizada a desinfecção, abrir o registro geral e todas as torneiras, para esvaziar o reservatório, deixando a solução de cloro
escoar por todos os canos da instalação.
•
Antes de utilizar a água para consumo, encher novamente o
reservatório com água limpa e voltar a esvaziá-lo, para eliminar
os resíduos de cloro.
•
Encher novamente o reservatório para uso normal.
REDE DE DISTRIBUIÇÃO
A rede de distribuição de água fria é constituída pelo conjunto de
canalizações que interligam os pontos de consumo ao reservatório
da edificação.
Para traçar uma rede de distribuição, é sempre aconselhável
fazer uma divisão dos pontos de consumo. Dessa forma, os pontos
de consumo do banheiro devem ser alimentados por uma canalização, e os pontos de consumo da cozinha e da área de serviço
por outra.
Tal fato se justifica por dois motivos: canalização mais econômica e uso não simultâneo. Quanto menor for o número de pontos
de consumo de uma canalização, tanto menor será seu diâmetro
e, consequentemente, seu custo.
BARRILETE
52
Barrilete é o conjunto de tubulações que se origina no reservatório e
do qual se derivam as colunas de distribuição. O barrilete pode ser:
concentrado ou ramificado. O tipo concentrado tem a vantagem de
abrigar os registros de operação em uma área restrita, facilitando a
segurança e o controle do sistema, possibilitando a criação de um
local fechado, embora de maiores dimensões. O tipo ramificado é
mais econômico, possibilita uma quantidade menor de tubulações
junto ao reservatório, os registros são mais espaçados e colocados
antes do início das colunas de distribuição.
Água Fria
Figura 1.26 Barrilete concentrado.
Nível da água
Consumo
Consumo
Para combate
a incêndio
Figura 1.27 Barrilete ramificado.
Nível da água
Consumo
Consumo
Combate a incêndio
53
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
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. Entretanto, 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 deverá 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 instalação devido ao fenômeno chamado retrossifonagem (ver item
“Aparelhos passíveis de provocar retrossifonagem”). Outra razão
para ventilar a coluna de distribuição é que nas tubulações sempre 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.
54
_
* Manual Técnico Tigre.
Água Fria
Figura 1.28 Colunas de distribuição.
Barrilete
Colunas de distribuição
A
B
C
Ramal
M
Cobertura
Ramal
Pav. 10
D
Ramal
N
Ramal
Pav. 9
E
Ramal
O
Ramal
Pav. 8
Ramal
F
Ramal
P
Pav. 7
G
Ramal
Ramal
Q
Pav. 6
H
Ramal
R
Ramal
Pav. 5
I
Ramal
S
Ramal
Pav. 4
J
Ramal
T
Ramal
Pav. 3
Ramal
K
Ramal
U
Pav. 2
L
V
AF1
AF2
Pav. 1
Térreo
55
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
MATERIAIS UTILIZADOS
Uma escolha adequada dos materiais, dispositivos e peças de utilização 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 qualidade da construção.
O conhecimento de alguns aspectos tecnológicos das instalações prediais, visando à sua adequação aos sistemas construtivos,
é de fundamental importância para o projetista.
Para a escolha dos materiais, também é importante a observância da NBR 5626, que fixa as condições exigíveis, a maneira e
os critérios pelos quais devem ser projetadas as instalações prediais 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 relação 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 resistência mecânica; menor deformação; resistência a altas temperaturas
(não entram em combustão nas temperaturas usuais de incêndio).
As desvantagens são: suscetíveis à corrosão; possibilidade de alteração 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
56
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.
Água Fria
Os tubos e conexões de cobre são tradicionalmente utilizados
nas instalações de água quente, mas também podem ser utilizados
nas de água fria. As tubulações de cobre proporcionam menores
diâmetros no dimensionamento, entretanto seu custo é maior que
as de PVC.
Qualquer que seja o material escolhido para a instalação, é importante verificar se obedecem a alguns parâmetros fixados pelas
normas brasileiras. Portanto, ao comprar tubos e conexões, deve-se
verificar se eles contêm a marcação com o número da norma ABNT
correspondente e a marca do fabricante.
A falta de observância das normas, bem como deficiências no
material e na mão de obra, aliada à eventual negligência dos projetistas e construtores, pode comprometer a qualidade da obra e
gerar vícios construtivos.
DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE
FLUXO
São dispositivos destinados a controlar, interromper e estabelecer
o fornecimento da água nas tubulações e nos aparelhos sanitários.
Normalmente, são confeccionados em bronze, ferro fundido, latão
e PVC, satisfazendo as especificações das normas vigentes.
Os mais importantes dispositivos controladores de fluxo utilizados nas instalações hidráulicas são:
•
torneiras;
•
misturadores;
•
registros de gaveta (que permitem a abertura ou fechamento
de passagem de água por tubulações);
•
registros de pressão (utilizados em pontos onde se necessita de
regulagem de vazão, como chuveiros, duchas, torneiras etc.);
•
válvulas de descarga (presentes nas instalações de bacias
sanitárias);
•
válvulas de retenção (utilizadas para que a água flua somente
em um determinado sentido na tubulação);
•
válvulas de alívio ou redutoras de pressão (que mantêm constante a pressão de saída na tubulação, já reduzida a valores
adequados).
57
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
58
Figura 1.29 Dispositivos controladores de fluxo.
Água Fria
INSTALAÇÃO DE REGISTROS
Depois de escolher o modelo de registro adequado ao tipo de tubulação 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 abertos e fechados sem que a pessoa se molhe. Isso é muito importante
principalmente no inverno, quando a água fria causa maior desconforto. 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 hidromassagem, a altura é variável, pois depende das dimensões especificadas pelo fabricante. Além disso, o arquiteto pode posicionar a
banheira em um nível mais alto do que o nível do piso do banheiro.
Figura 1.30 Posições possíveis do registro geral.
180
RG
RG
60
Forro
10
RG
59
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
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 basicamente 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 Urbanismo, entretanto, sugerimos que os desenhos das instalações sejam
elaborados com os tradicionais gabaritos e esquadros plásticos,
particularmente no aprendizado, para facilitar sua compreensão.
Figura 1.31 Alternativas de leiaute de banheiro.
60
61
Água Fria
62
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
Para melhor visualização da rede de distribuição de água fria,
desenham-se os compartimentos sanitários em perspectiva isométrica. Os detalhes isométricos, geralmente, são elaborados nas
escalas 1:20 ou 1:25. Desenham-se com traços finos os contornos
das paredes e marca-se a posição das portas e janelas. As cotas
são dispensáveis.
Água Fria
DETALHES ISOMÉTRICOS
Os aparelhos sanitários são representados por suas convenções
em traços de maior espessura, bem como as tubulações, os registros
e outros detalhes. A seguir é apresentado um roteiro simplificado
para o desenho de isométricos.
a) Traça-se a planta cega do compartimento com esquadro de 60°.
b) Locam-se os eixos dos pontos de consumo de água (lavatório, bacia sanitária, ducha higiênica, chuveiro etc.).
c) Traça-se uma linha pontilhada do eixo das peças até a
altura dos pontos de consumo.
d) Traçam-se os ramais internos, unindo os pontos de
consumo.
e) Indicam-se, nos ramais e sub-ramais, os diâmetros correspondentes.
ALTURA DOS PONTOS
O posicionamento dos pontos de entrada de água e a posição
de registros e outros elementos pode variar em função de determinados modelos de aparelhos. Porém, as alturas mais utilizadas
para diversos tipos de aparelhos são:
BS –
BCA –
DC –
BI –
BH –
CH –
LV –
MIC –
MLR –
MLL –
PIA –
TQ –
TL –
TJ –
RP –
RG –
VD –
bacia sanitária c/ válvula
bacia sanitária c/ caixa acoplada
ducha higiênica
bidê
banheira de hidromassagem
chuveiro ou ducha
lavatório
mictório
máquina de lavar roupa
máquina de lavar louça
pia
tanque
torneira de limpeza
torneira de jardim
registro de pressão
registro de gaveta
válvula de descarga
h = 33 cm
h = 20 cm
h = 50 cm
h = 20 cm
h = 30 cm
h = 220 cm
h = 60 cm
h = 105 cm
h = 90 cm
h = 60 cm
h = 110 cm
h = 115 cm
h = 60 cm
h = 60 cm
h = 110 cm
h = 180 cm
h = 110 cm
63
AF2
ø25
AF1
CH
RG
ø25
ø25
ø50
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
Figura 1.32 Detalhe isométrico (banheiro).
RP
ø25
VD
DC
5
ø2
BS
LV
5
ø2
S/ESCALA
64
Água Fria
ø25
AF
Figura 1.33 Detalhe isométrico (cozinha).
ø25
RG
Pia
ø2
5
Pia
ø2
5
FI
RP
S/ESCALA
65
AF
ø25
RG
ø25
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
Figura 1.34 Detalhe isométrico (área de serviço).
ø2
5
ø2
5
MLR
TQ
ø2
5
TQ
S/ESCALA
66
Água Fria
Figura 1.35 Detalhe isométrico (barrilete).
C’
RG
D’
RG
B’
F’
A’
D
E’
B
G’
A
E
C
G
F
S/ESCALA
67
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
DIMENSIONAMENTO DAS
TUBULAÇÕES DE ÁGUA FRIA
A NBR 5626 fixa as exigências e os critérios para o dimensionamento das canalizações de água fria.
Cada peça de utilização necessita de uma determinada vazão
para um perfeito funcionamento. Essas vazões estão relacionadas
empiricamente com um número convencionado de peso das peças
(ver Tabela 1.4). Esses pesos, por sua vez, têm relação direta com
os diâmetros mínimos necessários para o funcionamento das peças
(ver Tabela 1.5 e Figura 1.36).
Tendo em vista a conveniência sob o aspecto econômico, toda
a instalação de água fria deve ser dimensionada trecho a trecho. O
dimensionamento do barrilete, assim como das colunas, dos ramais
de distribuição e dos sub-ramais que alimentam as peças de utilização, deverá ser feito por trechos por meio de tabelas apropriadas.
Em virtude de as tubulações serem dimensionadas como condutos forçados, é necessário que fiquem perfeitamente definidos
no projeto hidráulico, para cada trecho da canalização, os quatro
parâmetros hidráulicos do escoamento: vazão, velocidade, perda
de carga e pressão.
Portanto, para o dimensionamento das canalizações de água
fria, é primordial a elaboração de um projeto hidráulico.
68
Vazão de
projeto
(litros/s)
Peso
relativo
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
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
Aparelho sanitário
Peça de utilização
Bacia sanitária
Mictório cerâmico
0,3
Caixa de descarga ou registro de
pressão
0,15
por metro de
calha
0,3
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
Mictório tipo calha
Pia
Água Fria
Tabela 1.4 Pesos relativos nos pontos de utilização, identificados em função do aparelho
sanitário e da peça de utilização (NBR 5626).
Tabela 1.5 Ábaco simplificado (somatórios de 0 a 100).
Soma dos pesos
0
⇔
1,1
⇔
3,5
⇔
18
⇔
44
⇔
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 cálculo de tubulações (normograma de pesos, vazões e diâmetros).
100
69
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
70
Figura 1.36 Normograma de pesos, vazões e diâmetros.*
* Hélio Creder. Instalações
hidráulicas e sanitárias, cit.
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
Perda de carga total
Metro de coluna d’água
Quilopascal
Pressão
Quilopascal
Água Fria
Tabela 1.6 Parâmetros hidráulicos do escoamento (NBR 5626).
m.c.a./m
m.c.a
kPa
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.
Figura 1.37 Dimensionamento das tubulações.
RG
B
RG
A
D
E
CH
RP
C
LV
RG
PIA
TQ
TJ
VD
G
F
BS
DC
71
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
Peças de utilização
Pesos
1 Bacia sanitária com válvula
32
1 Ducha higiênica
0,4
1 Lavatório (torneira ou misturador)
0,3
1 Chuveiro elétrico
0,1
1 Pia (torneira ou misturador)
0,7
1 Tanque (torneira)
0,7
1 Torneira de jardim
0,4
Cada trecho (ramal) terá o peso e seu diâmetro correspondente, em função dos aparelhos que alimentam, conforme mostra
a Tabela 1.7.
Tabela 1.7 Dimensionamento dos trechos.
Trechos
Pesos
Diâmetros (mm)
A–B ( barrilete): bacia sanitária c/válvula
32
40
B–C (coluna): bacia sanitéria c/válvula
32
40
D–E (barrilete): DC, LV, CH, PIA, TQ, TJ
2,6
25
E–F (coluna): DC, LV, CH, PIA, TQ, TJ
2,6
25
F–G (ramal): DC, LV, CH, PIA, TQ, TJ
2,6
25
Quanto aos sub-ramais (trechos que alimentam cada peça de
utilização separadamente), verifica-se o peso de cada peça e seu
diâmetro correspondente.
PRESSÕES MÍNIMAS E MÁXIMAS
Nas instalações prediais, consideram-se três tipos de pressão: a
estática (pressão nos tubos com a água parada), a dinâmica (pressão com a água em movimento) e a pressão de serviço (pressão
máxima que se pode aplicar a um tubo, conexão, válvula ou outro
dispositivo, quando em uso normal).
72
As pressões são medidas em kgf/cm² (quilograma força por centímetro quadrado), entretanto existem outras formas de expressar
medidas de pressão; a mais usual nas instalações prediais de água
fria é o m.c.a (metro de coluna d’água). Com relação à equivalência
entre ambas, 1 kgf/cm² é a pressão exercida por uma coluna d’água
de 10 m de altura.
Água Fria
O Brasil adota o Sistema Internacional de Medidas, segundo o
qual a unidade de pressão é o Pa (pascal).
PRESSÃO ESTÁTICA
Com relação à pressão estática, a norma NBR 5626 diz o seguinte:
“Em uma instalação predial de água fria, em qualquer ponto, a
pressão estática máxima não deve ultrapassar 40 m.c.a. (metros
de coluna d’água).”
Isso significa que a diferença entre a altura do reservatório
superior e o ponto mais baixo da instalação predial não deve ser
maior que 40 metros.
Uma pressão acima desse valor ocasionará ruído, golpe de aríete
e manutenção constante nas instalações. Dessa maneira, devem-se
tomar alguns cuidados com edifícios com mais de 40 m de altura,
normalmente edifícios com mais de treze pavimentos convencionais
(pé-direito de 3 m × 13 = 39 m). Como, então, projetar uma instalação de água fria em um edifício com mais de 40 metros de altura?
A solução mais utilizada pelos arquitetos e projetistas, por ocupar menos espaço, é o uso de válvulas redutoras de pressão. Esses
dispositivos reguladores de pressão normalmente são instalados
no subsolo do prédio.
O valor da pressão estática menos as perdas de cargas distribuídas e localizadas corresponde ao valor da pressão dinâmica.
Figura 1.38 Pressão estática (sem escoamento).
h
73
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
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. Portanto, 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 dinâmica) 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.
Figura 1.39 Pressão dinâmica (com escoamento).
PD = PE– PC
PD: pressão dinâmica
PE: pressão estática
PC: perda de carga
74
Com relação à pressão de serviço, a norma NBR 5626 fala o seguinte:
Água Fria
PRESSÃO DE SERVIÇO
“o fechamento de qualquer peça de utilização não pode provocar 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 instalações 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) preestabelecidas 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.
75
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
PRESSURIZADOR
Um dos problemas mais comuns em todo tipo de edificação é a falta
de pressão de água do reservatório (ver item “Altura dos reservatórios”). Para resolvê-lo, geralmente são utilizados pressurizadores
para aumentar e manter a pressão nas redes. Além do custo reduzido, 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 fabricantes e os revendedores autorizados.
Alguns fabricantes mais conscienciosos recomendam alguns
cuidados com relação à instalação desses equipamentos, principalmente 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 colocado sobre lajes, deverá haver base provida de amortecedores.
Figura 1.40 Pressurizador em residência domiciliar.
Caixa-d’água
em fiberglass
cap.1 000 L
Mongote
flexível ø1”
100
Sistema de
pressurização
ø32 mm PVC
Laje
76
Prever apoio
de borracha
Prever apoio para
caixa-d’água
Nos edifícios mais altos, o reservatório de água instalado sobre
a cobertura, geralmente sobre a caixa de escada, gera diferentes
pressões.
Água Fria
VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO
Quanto maior a diferença de cota do ramal em relação ao reservatório, maior a pressão. Isso implica dizer que, nos pavimentos
mais baixos, maior será a pressão da água nos pontos de consumo.
Quando a pressão na rede predial for alta demais, particularmente nos edifícios com mais de treze pavimentos (considerando-se um pé-direito de 3 m), com pressão estática acima de 40
m.c.a, utilizam-se válvulas automáticas de redução de pressão, as
quais substituem os reservatórios intermediários, que reduzem a
pressão da rede hidráulica a valores especificados em projeto. Em
geral, os edifícios possuem uma estação central de redutores de
pressão, com dois equipamentos de grande porte instalados (de
2” a 3”). A válvula redutora de pressão (VRP) pode ser instalada
a meia altura do prédio ou no subsolo.
Para prédios que adotam a medição individualizada de água
adota-se a instalação de um redutor de pressão, de menor porte
para limitar e regular a entrada de água nos vários pavimentos do
edifício, a fim de que cada apartamento receba a água com pressão adequada, normalmente 3 bar. Cada bar de pressão equivale
a 1 kgf/cm 2 ou 10 m.c.a. Além de diminuir a pressão, os redutores
otimizam o consumo de água e evitam o desgaste prematuro das
instalações hidráulicas.
Embora a norma não faça distinção sobre qual ou quais materiais devem compor as instalações com pressão estática acima de
40 m.c.a, devem-se adotar tubos mais resistentes e tomar cuidados
redobrados quanto às emendas e conexões.
77
Reservatório superior
Reservatório
intermediário
60 m
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
Figura 1.41 Solução com reservatórios intermediários.
Bomba
Reservatório intermediário
alimenta andares inferiores
Bomba
Reservatório duplo
Figura 1.42 Solução com válvulas redutoras de pressão.
Reservatório superior
30 m
60 m
30 m
Reservatório superior
78
Opção 1 – Válvula no meio do prédio
Opção 2 – Válvula no subsolo
A NBR 5626 (ABNT) recomenda que as tubulações sejam dimensionadas 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.
Água Fria
VELOCIDADE MÁXIMA 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 vibrações, está bastante associada a edifícios altos e instalações pressurizadas. A movimentação da água (sob pressão relativamente
elevada) nas tubulações, nos aparelhos hidráulicos (válvulas de
descarga, conexões, torneiras, torneiras de boia, bombas de recalque, 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 recursos, 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
79
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
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.**
*
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.
•
Locar as peças de utilização na parede oposta à contígua aos
ambientes habitados ou, na impossibilidade disso, utilizar dispositivos antirruído nas instalações.
•
Não utilizar tijolos vazados de cerâmica ou concreto nas paredes que suportem (ou tragam embutidas) tubulações de água
de alimentação com ramais para válvula de descarga ou sob
pressurização pneumática.
Figura 1.43 Ruído em canalizações.
80
Ambiente habitado
Ambiente habitado
Certo
Errado
Deixar um recobrimento mínimo de 50 mm (tijolo maciço, argamassa, 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.
Água Fria
•
Figura 1.44 Golpe de aríete.
Pressão estática
Válvula fechada
Situação A - Válvula fechada: temos apenas a pressão estática da rede
(pressão normal).
Água descendo
em velocidade
Válvula aberta
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.
Onda de pressão
(causadora de vibrações)
Impacto da água
Válvula fechada
bruscamente
Zona de depressão
(vácuo parcial)
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.
Fonte: Manual Técnico Tigre.
81
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
PERDA DE CARGA NAS
CANALIZAÇÕES
Quando um fluido escoa, existe um movimento relativo entre suas
partículas, resultando daí um atrito entre elas. Essa energia é
dissipada sob a forma de calor. Assim, a perda de carga em uma
canalização pode ser entendida como a diferença entre a energia
inicial e a energia final de um líquido, quando ele flui em uma canalização de um ponto ao outro.
As perdas de carga poderão ser: distribuídas (ocasionadas pelo
movimento da água na tubulação) ou localizadas (ocasionadas por
conexões, válvulas, registros etc.).
Dois fatores são determinantes para que ocorra uma maior
ou menor perda de carga: a viscosidade e a turbulência. Portanto,
maior comprimento de tubos, maior número de conexões, tubos
mais rugosos e menores diâmetros geram maiores atritos e choques
e, consequentemente, maiores perdas de carga e menor pressão
nas peças de utilização.
É importante lembrar que na prática não existe escoamento em
tubulações sem perda de carga. O que deve ser feito é reduzí-la aos
níveis aceitáveis para que não ocorra uma diminuição de pressão
nas peças de utilização. Os tubos de PVC, por terem paredes mais
lisas, oferecem menores perdas de carga.
82
Água Fria
Figura 1.45 Tubo liso, tubo rugoso e perda de carga localizada.
Tubo liso
(Pequenos atritos e choques)
< perda de carga
Tubo rugoso
(Grandes atritos e choques)
> perda de carga
Turbulência
Perda de carga localizada
(Conexão)
83
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
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 (distribuídas 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 calcular 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 conexões, 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 instalação, utiliza-se a seguinte fórmula:
Pd = Pe – hf
onde: Pd = pressão dinâmica
Pe = pressão estática
hf = perda de carga total
Exemplo de cálculo
84
Ao analisar o esquema hidráulico da figura 1.44, o memorial descritivo e as memórias de cálculo referentes ao projeto, observa-se
que:
Reservatório
Água Fria
Figura 1.46 Cálculo da pressão disponível no chuveiro (ducha).
40,00 m
RG
RG
MLR
35,00 m
RG
CH
RP
TQ
LV
BS
RG RP LV BS -
registro de gaveta
registro de pressão
lavatório
bacia sanitária
CH - chuveiro
TQ - tanque
MLR - máquina de lavar roupa
•
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 chuveiro 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.
85
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
Figura 1.47 Ábaco de Fair-Whipple-Hsiao para tubulações de aço galvanizado e ferro fundido.
J
(m/m)
V
(m/seg)
Q
(l/seg)
100
9
9
8
7
6
8
5
7
4
6
3
5
2
10
1
9
8
7
6
5
4
4
3
2,5 m/s
2
80
3
70
10
2 1/2
9
8
7
6
60
5
4
0,1
100
90
4
3
2
D
(pol) (mm)
9
8
3
7
2
2
50
6
5
1
4
9
3
2
8
7
6
5
4
0,01
9
8
1
9
8
7
6
5
4
1 1/4
30
3
2
3
1
7
6
5
40
1 1/2
0,1
2
4
3
9
8
7
6
5
4
2
20
3/4
3
0,1
2
0,001
0,01
1/2
86
J
(m/m)
V
(m/seg)
Q
(l/seg)
D
(pol) (mm)
4
Água Fria
Figura 1.48 Ábaco de Fair-Whipple-Hsiao para tubulações de cobre e plástico.
100
1
9
8
90
7
10
6
9
5
4
3
2
8
7
6
5
4
100
9
8
7
6
5
80
3
70
4
3
2
2 1/2
60
3
0,1
2,5 m/s
10
7
9
8
7
6
6
5
5
4
9
8
2
2
1
9
8
7
6
1
5
9
8
7
6
4
5
1 1/4
30
4
3
3
2
5
4
1 1/2
8
6
40
2
9
7
0,01
50
3
4
3
2
1
2
3
0,1
2
0,1
9
8
7
6
5
20
3/4
4
0,001
3
2
15
0,01
1/2
87
Parte I — Instalações Hidráulicas Prediais
Tabela 1.8 Perdas de carga localizados – sua equivalência em metros de tubulação de PVC
rígido.
DIÂMETROS
DN mm
20
25
32
40
50
60
75
85
110
Ref. pol.
1/2
3/4
1
1 1/4
1 1/2
2
2 1/2
3
4
Joelho 90°
1,1
1,2
1,5
2,0
3,2
3,4
3,7
3,9
4,3
Joelho 45°
0,4
0,5
0,7
1,0
1,0
1,3
1,7
1,8
1,9
Curva 90°
0,4
0,5
0,6
0,7
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
Curva 45°
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0,7
0,8
0,9
1,5
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,3
2,4
3,1
4,6
7,3
7,6
7,8
8,0
8,3
2,3
2,4
3,1
4,6
7,3
7,6
7,8
8,0
8,3
Entrada normal
0,3
0,4
0,5
0,6
1,0
1,5
1,6
2,0
2,2
Entrada de
borda
0,9
1,0
1,3
1,8
2,3
2,8
3,3
3,7
4,0
Saída de
canalização
0,8
0,9
1,3
1,4
3,2
3,3
3,5
3,7
3,9
Válvula de pé e
crivo
8,1
9,5
13,3
15,5
18,3
23,7
25,0
26,8
28,6
Válvula de retenção tipo leve
2,5
2,7
3,8
4,9
6,8
7,1
8,2
9,3
10,4
Válvula de retenção pesado
3,6
4,1
5,8
7,4
9,1
10,8
12,5
14,2
16,0
Registro globo
aberto
11,1
11,4
15,0
22,0
35,8
37,9
38,0
40,0
42,3
Registro gaveta
aberto
0,1
0,2
0,3
0,4
0,7
0,8
0,9
0,9
1,0
Registro ângulo
aberto
5,9
6,1
8,4
10,5
17,0
18,5
19,0
20,0
22,1
TE 90°
passagem direta
TE 90°
saída de lado
TE 90°
saída bilateral
88
Pesos
Coluna
Trecho
Unitário
Acumulado
Vazão
Q
(L/s)
Diâmetro Velocidade
D
(mm)
(m/s)
Comprimentos
Real
(m)
Equiv.
(m)
Total
(m)
Pressão
disponível
(mca)
Perda de carga
Unitário
(mca)
Total
(mca)
Pressão
Pressão
mínima do
disponível aparelho
(mca)
(mca)
Figura 1.49 Planilha de cálculo de instalações prediais de água fria.
PLANILHA DE CÁLCULO DE INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA
89
Água Fria