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ESCOLA DE MINAS DA UFOPDETEF – DEPARTAMENTO DE TÉCNICAS FUNDAMENTAIS
INSTALAÇÕES PREDIAISHIDRO-SANITÁRIAS
- ÁGUA FRIA - ESGOTO SANITÁRIO
- ÁGUA QUENTE
NOTAS DE AULA:Prof. Luiz Fernando Rispoli Alves
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INSTALAÇÕES PREDIAIS HIDRO - SANITÁRIAS
1 - INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA ( NBR - 5626)
ROTEIRO
A - MEMÓRIA DE CÁLCULOA.1.1 - Estudo prévio do problema e ajuste dos dados (concepção)A.1.2 - Reservatórios (Caixa de água)
1.2.1 - Período de armazenamento.1.2.2 - Cálculo da população.1.2.3 - Cálculo do consumo diário.
1.2.4 - Reserva técnica (combate a incêndio).1.2.5 - Casos especiais.1.2.6 - Dimensionamento dos reservatórios (concepçãoo)1.2.7- Dimensionamento do alimentador predial.1.2.8 - Dimensionamento do sistema de requalque.1.2.9 - Dimensionamento dos extravasores (ladrão).1.2.10 - Dimensionamento das tubulações de limpeza.1.2.11 - Escolha das bombas.
A.1.3 - Distribuição de água fria1.3.1 - Localização das peças de utilização.1.3.2 - Consumo das peças e formas de uso.1.3.3 - Lançamento dos sub-ramais.1.3.4 - Lançamento dos ramais.1.3.5 - Lançamento das colunas de distribuição.1.3.6 - Lançamento do colar ou barrilete.1.3.7 - Pré-dimensionamento das canalizações (tubulações).1.3.8 - Verificação das perdas de carga.1.3.9 - Correção dos cálculos necessários.1.3.10 - Confirmação dos cálculos.
B – REPRESENTAÇÃO GRÁFICA 1.1.1 - Lançar conforme normas, as soluções do projeto (legenda).1.1.2 - Detalhe dos pontos com problema de leitura.1.1.3 - Diagramas, verticais, isométricos, etc..1.1.4 - Completar o selo.1.1.5 - Revisão final.
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INSTALAÇÕES PREDIAIS HIDRO - SANITÁRIAS
1 - INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA ( NBR - 5626)
A -Memória de Cálculo Comentada do Projeto da Residência
PROJETO ANEXO
A.1.1 - Residência com 3 quartos, cozinha, área de serviço e dois banhos. O projetodeverá ser elaborado de conformidade com os dados sugerido pela NBR 5626.
A.1.2 - Reservatório.
1.2.1 - A rede pública possui um funcionamento através de manobras, ou seja, o
abastecimento não é contínuo, portanto:
PERÍODO DE ARMAZENAMENTO - 2 DIAS
1.2.2 - Cálculo da população (* ver tabela de taxa de ocupação e ou lay-out).Residência - 3 (três) quartosPelo lay-out - 2 pessoas por quarto (n também adotado quando não se
possui maiores informações).População - 2 pessoas/quartos x 3 quartos.
POPULAÇÃO PREVISTA - 6 PESSOAS
1.2.3 - Cálculo de Consumo Diário (Estimativa de consumo diário).Da tabela de estimativa de consumo predial diário tiramos:Residências - 150 litros/per capta x dia/pessoa.
CONSUMO/DIA = 900 LITROS/DIA
1 2 4
1 2 5
. .
. .
- Para instalações de Prédios.
1.2.6 - Dimensionamento e concepção dos reservatórios.Período de armazenamento - 2 diasConsumo diário - 900 litros/diaTotal a armazenar - 2 dias x 900 litros/diaCapacidade mínima do reservatório - 1800 litros.
2 CAIXAS DE FIBRO CIMENTO 1000 LITROS CADA
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DETALHES DE INSTALAÇÃO DAS CAIXAS
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1.2.7 - Dimensionamento do alimentador predial.Para residências - (1 economia) - Mínimo (1/2’’) - DN - 15mm
Prédios:
Q Cdtmin
sendo:
Qmin - Vazão Mínima em l/sCd - Consumo diário, em litrost - Tempo de abastecimento por dia, em segundos.
* Abastecimento t = 86400/segundo/dia.
OUTROS DADOS:
Diâmetro Mínimo - (1/2‘‘) ou DN 15mm Velocidade Mínima - 0,6 m/sVelocidade - 1,0 m/s - para evitar ruidos.
Além dos ―ábacos‖ existentes pode-se trabalhar com a ―equação da continuidade‖ para estes cálculos, ou seja;
Q = SV
onde: Q - Vazão, em m3/sS - Seção, em mm2 V - Velocidade, em m/s
.: D Qn V
4 ou D QV 1128,
Sendo, D - Diâmetros em metros
* No caso do projeto em tela, temos:
1 Processo - 1 Economia - Ø 15mm2° Processo - Verificação pela equação da continuidadeTempo de abastecimento 4 horas por dia:
Q Cd
tmin
1800 0 125 0 125l / dia4h / dia 3600s / h
l / s: Q l / smin
, ,
D Q
V P V m s 1128 1/ / temos D = 12,6mm - adotar Dmin
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Dmin = 15mm (1/2’’) 1.2.8 - Dimensionamento do Sistema de Recalque:
No caso não é necessário pois a pressão da rua é suficiente paraabastecimento sem recalque auxiliar (DIRETO).
1.2.9 - Dimensionamento dos Extravasores (LADRÃO) No presente projeto adotaremos um diâmetro acima do diâmetro do
alimentador predial, ou seja Dladrão = 20mm (3/4‘‘)
1.2.10 - Dimensionamento das tubulações de limpeza.O que define o diâmetro das tubulações destinadas à limpeza é o tempo
necessário para o esvaziamento do(s) reservatório(s); na prática tem-se adotado o seguinte:
Até - 1800 l ----------- 1’’ 5000 a 11000 l -------- 2’’
> 30000 l -------------- 4’’
+ Volumes e bitolas intermediárias* Estudar casos particulares.
No projeto anexo, adotaremos
Dlimp = 25mm (1’’)
A.1.3 - Distribuição de água fria.
Após os dimensionamentos anteriores, reservatórios, alimentação, limpeza eextravasor, já podemos lança-los na planta de cobertura, segundo os critérios mínimosabaixo:
1 - Em local previamente calculado para suportar a carga. Normalmente em cima dos corredores para reduções de custos na parte estrutural
(Residência) e ou caixa de Escadas nos prédios.
2 - Em local próximo e ou no ―Baricentro‘ das colunas de distribuição, para sereduzir custos de Barriletes bem como comprimentos de tubulações (menor perda de carga).
3 - Em local que permita a máxima elevação das caixas, para conseguir maior pressão disponível para as peças de utilização.
* - Para o projeto em tela, ver planta do teto DESENHO (1)
1.3.1 - Localização das peças de utilização.Conforme Lay-out do projeto - ver DESENHO (2)
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Obs: Nesta etapa é que definimos, quais e onde serão localizadas as peças deutilização de água fria.
DADOS PARA PROJETOS
Discriminação Taxa de ocupação bancos uma pessoa por 5,00 m2 de área
escritórios uma pessoa por 6,00 m2 de área
pavimento térreo uma pessoa por 2,50 m2 de área
lojas do pavimento superior uma pessoa por 5,00 m2 de área
museus e bibliotecas uma pessoa por 5,50 m2 de área
salas de hotéis uma pessoa por 5,50 m2 de área
restaurantes uma pessoa por 1,40 m2 de área
salas de operações oito pessoas
teatros, cinemas e auditórios uma pessoa para cada 0,70 m2 de área
residências:- quarto social- quarto de serviço
duas pessoasuma pessoa
TABELA -1-
ESTIMATIVA DE CONSUMO PREDIAL DIÁRIOPRÉDIO CONSUMO litros/dia
Alojamentos provisórios 80 per capta
Casa populares ou rurais 120 per capta
Residências 150 per capta
Apartamentos 200 per capta
Hotéis (s/cozinha e s/lavandeiria) 120 por hóspede
Escolas - internatos 150 per capta
Escolas - semi-internatos 100 per capta
Escolas externatos 50 per captaQuartéis 150 per capta
Edifícios públicos ou comerciais 50 per capta
Escritórios 50 per capta
Cinemas e teatros 2 por lugar
Templos 2 por lugar
Restaurantes e similares 25 por refeição
Garagens 50 por automóvel
Lavandeirias 30 por Kg de roupa seca
Mercados 5 por m2 de área
Matadouros - animais de grande porte 300 por cabeça abatida
Matadouros - animais de pequeno porte 150 por cabeça abatidaPostos de serviço p/automóvel 150 por veículo
Cavalariças 100 por cavalo
Jardins 1,5 por m2
Orfanato, asilo, berçário 150 per capta
Ambulatório 25 per capta
Creche 50 per capta
Oficina de costura 50 per capta
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TABELA – 2-
DIÂMETRO MÍNIMO DOS SUB-RAMAIS
PEÇAS DE
UTILIZAÇÃO
BITOLAS
DN Ref.
SOLDÁVEISDIÂMETRO
EXTERNODEmm
ROSCÁVEISDIÂMETRO
EXTERNODEmm
Aquecedor de alta pressão
15 1/2 20 21,0
Aquecedor de baixa pressão
20 3/4 25 26,5
Bacia sanitáriacom caixa de
descarga
15 1/2 20 21,0
Bacia sanitária coválvula de
descarga de bitola1.1/4
40 1.1/2 50 48,0
Bacia sanitáriacom válvula de
descarga de bitola1.1/2
40 1.1/2 50 48,0
Banheira 15 1/2 20 21,0Bebedouro 15 1/2 20 21,0
Bidê 15 1/2 20 21,0
Chuveiro *15 *1/2 *20 *21,0Filtro de pressão 15 1/2 20 21,0
Lavatório 15 1/2 20 21,0Máquina de lavar
pratos20 3/4 25 26,5
Máquina de lavarroupa
20 3/4 25 26,5
Mictório dedescarga contínua
por metro ouaparelho
15 1/2 20 21,0
Pia de cozinha 15 1/2 20 21,0Tanque de lavar
roupa20 3/4 25 26,5
TABELA – 3-
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1.3.2 - CONSUMO DAS PEÇAS DE UTILIZAÇÃO Adotaremos as vazões indicadas por norma (vazão de projeto tabela 1 ) bem
como seus respectivos pesos. (Pesos dos Pontos de utilização)
VAZÕES DE PROJETOS E PESOS RELATIVOS DOS PONTOS DEUTILIZAÇÃO
Pontos de utilização para Vazão (l/s) PesoBebedouro 0,05 0,1Bica de banheira 0,30 1,0Bidê 0,10 0,1
Caixa de descarga para bacia sanitária ou mictório nãoaspirante
0,15 0,3
Chuveiro 0,20 0,5Máquina de lavar prato ou roupa 0,30 1,0Torneira ou misturador (água fria) de lavatório 0,20 0,5
Torneira ou misturador (água fria) de pia de cozinha 0,25 0,7Torneira de pia de despejo ou tanque de lavar roupa 0,30 1,0Válvula de descarga para bacia sanitária 1,90 40,0Válvula de descarga para mictório auto-aspirante 0,50 2,8Válvula de descarga ou registro para mictório nãoaspirante
0,15 0,3
TABELA – 4-
Para este projeto montamos a tabela resumida abaixo:
*DADOS PARA USO NO PROJETO
PEÇAS DE UTILIZAÇÃO VAZÃOL/S
PESO
VAZO SANITÁRIO V.D 1,90 40,0CHUVEIRO 0,20 0,5
BIDÊ 0,10 0,1
TORNEIRA LAVATÓRIO 0,20 0,5TORNEIRA PIA COZINHA 0,25 0,7MÁQUIMA DE LAVAR ROUPA 0,30 1,0
TORNEIRA DO TANQUE 0,30 1,0
* Em se tratando de uma residência, as probabilidades de uso simultâneo deverãoser levados em conta, a fim de minimizarmos o custo das instalações sem prejuizo daqualidade do projeto.
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* As vazões recomendadas para um conforto mínimo são as indicadas na tabelaacima, e este é o nosso objetivo de projeto:
* Os dados acima serão utilizados nos cálculos dos trechos de canalizações.
1.3.3 - Lançamento dos Sub. Ramais1.3.4 - Lançamento dos Ramais1.3.5 - Lançamento das Colunas1.3.6 - Lançamento dos Barriletes
* Com as peças devidamente localizadas e, após o estudo das probabilidades bemcomo formas de uso, deverá ser efetuado o caminhamento dos itens acima (Distância edistribuição, Técnica e Econômica) para posterior cálculo de Diâmetro conforme veremos aseguir:
1.3.7 - Pré-dimensionamento das canalizações (tubulações)
De posse das informações contidas na tabela abaixo passamos aosdimensionamentos de trecho por trecho.
Obs: O lançamento dos sub-ramais, ramais, colunas e barriletes já foi feito, ver plantas anexas.
VELOCIDADE E VAZÕES MÁXIMAS
BITOLAS
DN Ref.
SOLDÁVEISDIÂMETRO
EXTERNODEmm
ROSCÁVEISDIÂMETRO
EXTERNODEmm
VELOCIDADE
MÁXIMAm/s
VAZÃO
MÁXIMAl/s
15 1/2 20 21,0 1,60 0,220 3/4 25 26,5 1,95 0,6
25 1 32 33,2 2,25 1,232 1.1/4 40 42,0 2,50 2,540 1.1/2 50 48,0 2,50 4,050 2 60 60,0 2,50 5,760 2.1/2 75 75,5 2,50 8,9
75 3 85 88,3 2,50 12,0100 4 100 113,1 2,50 18,0125 5 140 139,3 2,50 31,0150 6 160 164,4 2,50 40,0
TABELA – 5-
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PROJETANDO OS SUB RAMAIS
Pela tabela (1) e (2) podemos em princípio fixar o seguinte:
Pia, Lavatório 0,20 l/s DN - 15 Torneira p/ Filtro 0,15 l/s DN - 15 Pia cozinha 0,25 l/s DN - 20 Máquina de lavar 0,30 l/s DN - 20 Torneira Tanque 0,30 l/s DN - 20 Bidê 0,10 l/s DN - 15 Chuveiro 0,20 l/s DN - 15 * p/ baixa pressão
e p. Carga DN - 20 Vaso SAN - UD 1,9 l/s DN - 32 * Baixa pressão -
adotar -DN - 40
* Portanto, os Diâmetros dos sub-ramais são os acima grifados e já lançados em planta (anexos).
PROJETANDO OS RAMAIS
Para os ramais, pela tabela acima, podemos verificar que a vazão máxima para DN- 15 (1/2‘‘) é de 0,2 l/s.
Como podemos verificar pelo lançamento das tubulações, o maior uso e ousolicitação dos ramais está situado na área de serviço com utilização simultânea de dois
pontos de Q = 0,30 l/s, ou seja 0,60 l/s.
* Portanto o diâmetro adotado para estes ramais será o de DN = 20mm (3/4’’)
DIMENSIONAMENTO DAS COLUNAS AF – 1 E AF - 2
COLUNA AF - 1:
* Banho - 1 e Banho - 2 serão alimentados pela coluna AF - 1. Portanto:
RELAÇÃO DE PEÇAS INSTALADAS
PEÇAS QUANT.
PESOUNIT.
PESOTOTAL
VAZÃOUNIT.
VAZÃOTOTAL
VASSO SANIT. 2 40,0 80,0 1,9 l/s 3,8 l/sCHUVEIRO 2 0,50 1,0 0,20 l/s 0,4 l/sLAVATÓRIO 2 0,50 1,0 0,20 l/s 0,4 l/sBIDÊ 2 0,10 0,2 0,10 l/s 0,2 l/s
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P1 = 82,2 Q = 4,8 l/s
Pela Norma estima-se a vazão possível pela seguinte fórmula:
Q C P
onde:
Q - Vazão, em l/sC - Coeficiente de descarga = 0,30 l/s
p - Soma dos pesos de todas as peças alimentadas p/ trecho
Portanto:
Q 0 03 82 2, , .: Q = 2,72 l/s
Da tabela 2 tiramos: DN = 40mm ou 1.1/2’’ e V = 2,5 m/s
Cálculo pela ―equação da continuidade‖: (Verificação)
A maior probabilidade de uso simultâneo é de1 V. Sant 1,9 l/s + 2 chuveiros 0,4 l/s , total Qp = 2,3 l/sQ = VS
sendo: S D 2
4 temos: D Q
V
4
D
4 0 0023
3 1416 2 5
,
, ,
.: Dc = 35mm ADOTAR Dmin = 40mm (1 ½”)
* O que vem comprovar o cálculo acima.
COLUNA AF - 2
RELAÇÃO DAS PEÇAS DE UTILIZAÇÃO INSTALADAS
PEÇAS QUANT. PESOUNIT.
PESOTOTAL
VAZÃOUNIT.
VAZÃOTOTAL
TOR. PIA 2 0,7 1,4 0,25 l/s 0,50 l/s
TOR. FILTRO 1 0,1 0,1 0,10 l/s 0,10 l/sTOR.TANQUE
2 1,0 2,0 0,30 l/s 0,60 l/s
MÁQ.LAVAR
1 1,0 1,0 0,30 l/s 0,30 l/s
P2= 4,5 Q = 1,5 l/s
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Pela mesma fórmula:
Q C P .: Q 0 3 4 5, , .: Q prov l / s 0 63,
Pela mesma tabela - 2, temos que o diâmetro necessário será:
DN = 25mm ou 1’’ Velocmax = 2,25m/s
Verificação pela ―equação da continuidade‖:
Probabilidade de uso simultâneo (MAX).2 - torneira da pia 0,5 l/s1 - torneira do tanque ou ML - 0,3 l/s
Probabilidade máxima: ---------- 0,8 l/s
Q = VS .: D QV
4
ou D 4 0 0008
3 1416 2 25,
, , .:D = 22mm
Sabemos que a velocidade máxima dificilmente será atingida com a pressãodisponível, aconcelha-se pois, a confirmação do cálculo
DN = 25mm
BARRILETES
A exemplo das colunas, os barriletes deverão ser dimensionados por trechos,somando os pesos nos topos das colunas e, em função destes, determinamos os diâmetrosde cada trecho.
DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE
Após a junção de saída da caixa, verifica-se e própria dispossição de lançamentoconfirma:
DN 40mm para o trecho de AF - 1;
DN 25mm para o trecho de AF - 2.
* Vamos verificar no entanto o trecho que sai da caixa d‘água para alimentar o barrilete.
P1 = 82,2P2 = 4,5
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P = 86,7 onde: Q 0 3 86 7, , .: Q = 2,79 l/s
Valor este que garante que DN = 40mm (1 ½”) é suficiente para o BARRILETEdestinado a alimentação geral da casa.
Obs: GERAL
* Todos os cálculos acima já foram lançados nas plantas em anexo.
* Qualquer adaptação em obra com reduções dos diâmetros calculados implicarãoem reduções de vazões de projetos consequentemente, um grande desconforto para ousuário.
1.3.8 - VERIFICAÇÃO DAS PERDAS DE CARGAS
* Por se tratar de um projeto simples e com caminhamento de tubulações semcomplicações, vamos a título de verificação analizar um ponto crítico que é o do chuveiro,isto pela pouca altura Manométrica (mca) disponível em residências e últimos pavimentosde prédios, (saída da chuveiro a 2,10m do piso).
METODO DOS COMPRIMENTOS EQUIVALENTES
TRECHO AC
PEÇAS UNID. QUANT. L equiv L totalCANO DN - 20 m 2,7 2,7 2,7 *TÊ SAÍDA 2 AT pç 1 2,4 2,4TÊ PASS. DIREITA pç 1 0,8 0,8JOELHO 90
pç 2 1,2 2,4REG. PRESSÃO pç 1 11,4 11,4SAÍDA CH un 1 0,9 0,9
L equivalente = 20,6 metros.
Tirado do isométrico
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REQUISITOS MÍNIMOS PARA A APRESENTAÇÃO DE UM PROJETO
1 - Planta no plano da caixa d‘água, barriletes / colocar, furação da laje p/ colunas(descidas);
2 - Planta baixa com distribuição e ou caminhamento dos ramais e sub-ramais;3 - Detalhe e isométrico;4 - Simbologia e ou legenda;5 - relação de materiais p/ cômodo e totalização;6 - Observações escritas necessárias para garantir a qualidade do projeto;7 - Planta de situação da obra, (se possível com indicação do norte, para
aquecimento solar);8 – Sêlo
PROJETO INST. HIDRO. SANITÁRIAVERSÃO
FOLHAPROP.
1
ENG. CREADES. ESC.
INDICADA
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INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ESGOTOS SANITÁRIO
DADOS PARA PROJETOS
- ROTEIROS PARA PROJETOS
- MEMÓRIA COMENTADA
- TABELAS
- EXEMPLOS
- MODELO DE PROJETO
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INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ESGOTO SANITÁRIO E VENTILAÇÃO
OBJETIVO:
* Retirar da edificação toda a água, bem como despejos, introduzidosatravés dos projetos de água fria e água quente.
METAS:- Permitir rápido escoamento dos despejos e fáceis desobstruções;- Vedar a passagem de gases e animais das canalizações para o interior dos edifícios;- Não permitir escapamento de gases;- Impedir a contaminação da água de consumo e generos alimentícios.
PARTES COMPONENTES (TERMINOLOGIA)- CANALIZAÇÃO PRIMÁRIA - Com acesso a gases do coletor público;
- CANALIZAÇÃO SECUNDÁRIA - Protegida de gases por desconector (sifão);- COLETOR PREDIAL - Liga o sub-coletor à rede pública;- SUB-COLETOR - Recebe tubos de queda ou ramais de esgoto;- CAIXA COLETORA - Abaixo do nível do coletor público necessita bomba para o
seu esgotamento- RAMAL DE DESCARGA - Canalização que recebe diretamente os efluentes dos
aparelhos sanitários;- RAMAL DE ESGOTO - Recebe os efluentes dos ramais de descarga;- TUBO DE QUEDA (TQ) - Canalização vertical que recebe os efluentes dos
ramais de esgoto;- CAIXA DE GORDURA (CG) - Caixa detentora de gorduras;
- FECHO HÍDRICO (CS)- Coluna líquida que, em sifão veda a passagem de gases eanimais;
- RALO (R ) - Recebe água de chuveiro e lavagem de piso;- RALO SIFONADO (RS) - Dotado de grelha, recebe os mesmos acima mais
efluentes de aparelhos sanitários, exeto vaso sanitário;- CAIXA DE INSPEÇÃO (CI) - Destinada a inspeção e desobstrução das
canalizações;- TUBO OPERCULADO (TO) - Tubo com tampa removível com função
semelhante a (CI);- TUBO VENTILADOR (TV) - Impedir ruptura do fecho hídrico;- COLUNA DE VENTILAÇÃO (CV) - Tubulação vertical de equilíbrio atmosférico
e retirada de gases;- VENTILADOR PRIMÁRIO (VP) - Ventilação do esgoto primário;- VENTILADOR SECUNDÁRIO (VS) - Ventilador do esgoto secundário.
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PROPOSTA DE ROTEIRO
Cada projetista possui uma metodologia própria para elaborar um projeto, atingindo
sempre um mesmo objetivo que é a qualidade global do referido projeto (concepção, norma,etc...).
ROTEIRO
1 - Estudo do projeto de alimentação dos pontos;(Projeto de água fria e água quente).2 - Locação das peças e ou aparelhos;(Vaso sanitário, pias, chuveiros, tanques, ML, etc...)3 - Elaborar o caminhamento ideal das canalizações;(Bem como locação das peças de apoio (ralos, CI, CP, TQ, etc...));
4 - Caracterizar as (UHC) Unidade Hunter de Contribuição;5 - Dimensionar os ramais de descarga;6 - Dimensionar os ramais de esgotos ( min = 100mm P/V.s)7 - Dimensionar os tubos de queda (TQ);8 - Dimensionar os sub-coletores prediais;9 - Dimensionar os coletores prediais;10 - Dimensionar o sistema de ventilação;11 - Dimensionar as CP, CI, CG, etc...;12 - Verificação final da memória de cálculo;13 - Representação gráfica do projeto (1ª versão);14 - Especificação dos materiais (Garantir a qualidade do projeto);15 - Relação dos materiais para orçamento e compra;(Por comodo e ou setor e totalização);16 - Execução da obra (Norma para execução e orientações);17 - Testes finais (Ver normas para testes);18 - Plano de uso e manutenções (Principalmente para obras de uso coletivo).
OBS: Durante a execeção, varias são as modificações e ou ajustes feitos no projeto(1ª versão).
Para manutenções é fundamental a execução do projeto versão final.
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MEMÓRIA DE CÁLCULO (COMENTADA)
1 - ESTUDO DO PROJETO
1.1 - Verificação dos pontos de nível do coletor público (para projeto em
execução o mesmo está na cota - 1,4 com relação ao lado direito do lote - ok).
1.2 - Para se evitar cruzamento sob a edificação, adotou-se dois sub-coletores, um de cada lado da casa, a 0,75 das vigas baldrame.
1.3 - Foi projetado, duas (2) caixas de passagem, duas (2) caixas de inspeção, bem como a caixa de gordura.
1.4 - A ligação do coletor público foi feita na cota mais baixa e em umaúnica ligação (menor cota para aumento da declividade dos sub-coletores).
2 - LOCAÇÃO DAS PEÇAS DE UTILIZAÇÃO
2.1 - Foi obedecido o projeto arquitetônico, uma vêz que as peças já estavam―corretamente‖ lançadas, ou seja:
2.1.1 - Vaso sanitário (VS) sob janelas, portanto, com ventilaçãonatural próxima.
2.1.2 - Pia de cozinha sob janela, portanto, com iluminação eventilação natural.
2.1.3 - Demais peças foram instaladas dentro dos padrões técnicos ede conforto.
3 - LOCAÇÃO E CAMINHAMENTO DAS PEÇAS DE APOIO ETUBULAÇÃO
3.1 – R - Ralos de chuveiro nos cantos do box (proteção mecânica econforto).
3.2 - (RS) Ralos sifonados entre vaso e bidê, propiciando melhor estética,
proteção mecânica e no ponto de maior incidência de sugeiras, consequentemente, maiorfacilidade para limpeza.
3.3 - (RS) Ralo sifonado para cozinha, entre fogão e pia, pelos mesmosmotivos acima.
3.4 - (RS) Ralo sifonado área de serviço, entre tanque e máquina de lavar,motivos idênticos itens anteriores
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3.5 - CAMINHAMENTOS - Foi utilizado o de menor distância para oescoamento necessário, bem como um caminhamento que utilizou um menor consumo deconexões.
4 - UHC - UNIDADES HUNTER DE CONTRIBUIÇÃO
RECAPITULAÇÃO CONCEITUAL (UMA VISÃO PRÁTICA) ―Toda água que entra em uma edificação deve ser retirada‖.- Quando se trata de umasituação projetada e ou planejada, a quantidade de água que entra na edificação já éconhecida, pois, este foi o objetivo dos projetos de água fria e água quente.
Sobre a água que entra, recordemos os seguintes fatos:- Cada peça de utilização possui uma vazão nominal de projeto.- A velocidade mínima de projeto, situa-se entre 1,5 a 2,5 m/s. Sobre a água que sai temos as seguintes considerações:- A água que entrou pode ser armazenada até o limite do volume da peça
alimentada, Ex: Banheira, pia tamponada, etc... .- A água já servida, é acrescida com detritos, sabão, cabelos, papéis, etc...
(obstruidores).- A inclinação das redes de esgotamentos são baixas, consequentemente por falta de
―pressão hidráulica‖ a velocidade de escoamento horizontal é baixa. ( = 0,15 a 0,30 m/s). - Por segurança, considera-se pois as tubulações horizontais como se fossem
―canais‖ cujo o funcionamento do mesmo é considerado a meia seção, ou seja, a vazãomáxima (Q) só ocupará meia seção (s/2).
CONCLUSÃO:
Com as considerações acima, torna-se possível efetuar o cálculo das redes deesgoto, utilizando-se a ―equação da continuidade‖, ou seja:
Q = SV equação da continuidade
Seção utilizada = S2
.: Q S V 2 ou S Q
V
2
TABELA DE DIMENSÕES DE TUBOSESGOTO PREDIAL - EB - 608
BITOLA DEESPESSURA
EB - 608REF. mm mm
40 40,0 1,250 50,7 1,675 75,5 1,7
100 101,6 1,8
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Sendo: S D 2
4 , temos,D Q
V
2
42
DQV
8 Q
QV
1 6, sendo:
D = em metros * ( 10.000 = mm)
Q = m
3
/segV = m/Seg
HUNTER: - Após entendimento do funcionamento global de uma instalação destinada
ao ësgotamento‖ das águas e resíduos, ―HUNTER‖ elaborou estudo probabilístico dasdiversas contribuições e pelo estudo atribuiu pesos às mesmas.
MÉTODO HUNTER:- Hoje, o método Hunter, além de indicado pela norma é o método mais
utilizado para o dimensionamento das instalações prediais de esgoto sanitário e ventilações.
- Conforme podemos verificar nas tabelas a seguir, a cada aparelho foiatribuido um número de unidades denominadas:Unidades Hunter de contribuição dos aparelhos sanitários - (UHC) bem como osdiâmetros nominais mínimos relacionados com as mesmas unidades.
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UNIDADES HUNTER DE CONTRIBUIÇÃO DOSAPARELHOS SANITÁRIOS E DIÂMETRO NOMINAL
DOS RAMAIS DE DESCARGA
UNIDADES HUNTER DECONTRIBUIÇÃO PARA
APARELHOS NÃORELACIONADOS
APARELHO
NÚMERODE UNID.
HUNTERDE CONT.
DIÂMET.NOMINAL
RAMALDE DESC.
DN
DIÂMETRO NOMINAL DO
RAMAL DEDESCAR. DN
NÚMERO DEUNIDADES
HUNTER DECONTRIB.
BANHEIRA DE RESIDÊNCIA 3 40 40 2BANHEIRA DE USO GERAL 4 40 50 3BANHEIRA HIDROTERÁPICA 75 5FLUXO CONTÍNUO 6 75 100 6BEBEDOURO 0,5 40
BIDÊ 2 40
CHUVEIRO DE RESIDÊNCIA 2 40 TABELAS - 1
CHUVEIRO COLETIVO 4 40 . DIMENSIONAMENTO DOS
RAMAIS DE DESCARGADUCHA ESCOCESA 6 75 (RECORDAÇÃO) - ramal de
descarga é a “calização” queLAVADOR DE COMADRE 6 100 recebe diretamente a
contribuiçãoLAVATÓRIO DERESIDÊNCIA
1 40 (efluente)de aparelho sanitário.
LAVATÓRIO GERAL 2 40 . Fica claro que o diâmetro
LAVATÓRIO QUARTO DEINFERMARIA 1 40
mínimo recomendado parainstalações de esgoto é o de
40mmLAVATÓRIO CIRÚRGICO 3 40
MICTÓRIO - VÁLVULA DEDESCARGA 6 75MICTÓRIO CAIXA DEDESCARGA 5 50MICTÓRIO - DESCARGAAUTOMÁTICA 2 40MICTÓRIO DE CALHA PORMETRO 2 50PIA DE RESIDÊNCIA 3 40
PIA DE SERVIÇO (DESPE.) 5 75
PIA DE LAVATÓRIO 2 40
TANQUE DE LAVAR ROUPA 3 40
MÁQUI. DE LAVAR PRATOS 4 75
MÁQUI. DE LAVAR ROUPAATÉ 90 Kg 10 75VASO SANITÁRIO 6 100
NOTA: O diâmetro nominal indicado nesta tabela erelacionado com número de unidades Hunter de
contribuição é considerado como mínimo.
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5 - DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS DE DESCARGA - (ESGOTOSECUNDÁRIO)
- Após entendimento das (UHC) pelo item anterior bem como tabela 1,continuaremos com o nosso projeto.
Exemplo: (comentado) - Projeto Anexo 1
. Como os ramais são utilitários, não há soma de UHC e sim, a definição dosdiâmetros e serem sdotados:QUADRO - 1
DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS DE DESCARGA
APARELHOS UHC DIÂMETRO ADOTADOØ mm
B Chuveiro 2 40A Lavatório 1 40 N Bidê 2 40H Vaso Sanitário (valv.) 6 * 100 (Mínimo p/ vaso)
O 1ST1 (11)B Chuveiro 2 40A Lavatório 1 40 N Bidê 2 40H Vaso Sanitário (valv.) 6 * 100 (Mínimo p/ vaso)O 2ST2 (11)
C Pia Cozinha - 1 3 40O Pia Cozinha - 2 3 40Z.ST3 (6)
Á Tanque 3 40R Máquina de lavar roupa 10 75EST4 (13)
TOTAL ((41))Os diâmetros dos ramais de descarga anotados neste quadro serão
transpostos para o projeto. (Anexo - 1)
* Os dados acima facilmente ―memorizáveis‖, o que facilita em muito, não só para o
projetista, bem como para engenheiros responsáveis pela execução e fiscalização de obras.
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6 - DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS DE ESGOTO - (ESGOTOPRIMÁRIO)
. Após o dimensionamento dos ramais de descarga (item anterior) já temos anotadosno quadro 1, as (UHC) de cada aparelho.
DIMENSIONAMENTO DOSRAMAIS DE ESGOTO
DIÂMETRO NOMINAL DO
TUBO DN
N° DE UNIDADEHUNTER DE
CONTRIBUIÇÃO
40 3...50... .....6.....
75 20100 160150 620
Tanto para o projeto que estamos calculando, bem como para o exemplo abaixo, queé muito parecido com os do anexo 1, vemos o seguinte:
DO QUADRO - 1
BANHOS - 1, 2 e EX:
Soma das UHC (Sem v.s) --------------- (5) ------------------TABELA - 2
mm 50
Soma das UHC (Com v.s) --------------- (11) ----------------
100mmDIÂM. MÍNIM. P /VASO SANITÁRIO
NOTA: Mesmo a soma com o vaso dando 11 - não se adota Ø 75mm - prevalece o
diâmetro DN Ø 100mm para vaso sanitário.
. COZINHA -
Ramal de descarga direto para CG - UHC = 3 - Ø 40mm
- Se forem conectadas a um ramal de
esgoto - UHC = 6 - Ø DN 50mm.
. ÁREA DE SERVIÇO- Tanque + M. Lavar - UHC = 13 - Ø 75mm ou 75mm somente p/ M. Lavar e40mm p/ tanque
OBS: - Em residências utiliza-se o ramalde descarga direto p/ C.G.- Em apartamentos utiliza-se a segundaalternativa (Ramal de Esgoto).
OBS: Ficar atento para ramais queatendam a máquina de lavar roupasØ = DN 75mm.
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7 - DIMENSIONAMENTO DOS TUBOS DE QUEDA (TQ)
. Em residências com mais de um pavimento ou em prédios, a tubulação vertical querecebe os efluentes dos ramais de esgoto, recebe a denominação de tubo de queda (TQ);
. A tabela 3 abaixo nos fornece os diâmetros mínimos dos tubos de queda (TQ) emfunção da soma das (UHC) contribuições que deverão pelo menos;
* . Mesmo que a tabela nos forneça diâmetros inferiores às do esgoto, não é
permitida a reduão de seções. (No caso adotar a seção do ramal de esgoto).
TABELA – 3
DIMENSIONAMENTO DOS TUBOS DE QUEDA DIÂM. NÚMERO MÁXIMO DE UNIDADE HUNTER DE
CONTRIBUIÇÃONOMINAL PRÉDIO DE
ATÉ 3PRÉDIO COM MAIS DE 3
PAVIMENTOSDO TUBO - DN PAVIMENTOS EM 1
PAVIMENTO
EM TODO
PAVIM.40 4 2 8
50 10 6 24
75 30 16 70
100 240 90 500
150 960 350 1900
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. A residência (um pavimento) da memória (completa) não possui TQ
. Abaixo vemos o exemplo do TQ de um prédio.
8 - DIMENSIONAMENTO DOS SUB-COLETORES PREDIAIS
. Os sub-coletores recebem os tubos de queda e ou os ramais de esgoto.- . Edifícios e ou casas de dois ou mais pav. Interligam seus Tqs nos sub-coletoresvia caixa de inspeção (C.I.) ou com a instalação de tubos operculados (TO);
- . Residências de um único pavimento, os ramais de esgoto interligam via (C.I.)com os ramais ou sub-ramais de esgoto.
. A tabela 4, abaixo nos dá o diâmetro das canalizações dos coletores e sub-coletoresem função da soma das (UHC) unidade Hunter de contribuição bem como das declividadesadotadas e ou possível.
TABELA - 4
DIMENSIONAMENTO DE COLETORES PREDIAIS E SUBCOLETORESDIÂM. NOMINAL NÚMERO MÁXIMO DE (UHC)
DO TUBO - DN DECLIVIDADES MÍNIMAS (%)
05% 1% 2% 4%100 180 216 250
150 700 840 1000
200 1400 1600 1920 2300
O exemplo da página - E - 8 e anexo terá o sub-coletor e coletor predial com Ø =DN 100mm uma vez que a soma das UHC não ultrapassam a 180.
9 - DIMENSIONAMENTO DOS COLETORES PREDIAIS.
. O coletor predial é responsável pela ligação dos sub-coletores à rede pública;
. A mesma tabela 4 é utilizada para o dimensionamento do coletor predial (Ø min =100mm)
Exemplo: (continuação da memória de cálculo projeto anexo)Sendo a soma total das UHC igual a 41 UHC;. Pela tabela 4 (acima) vemos que a tubulação do coletor predial será igual a
DN 100mm.
10 - DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE VENTILAÇÃO
Importante: - O correto dimensionamento das ventilações é o que garante aqualidade do projeto.
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* Devido ao incremento de custo na execução do projeto, é muito comum queleigos e inescrupulosos, retirem esta parte ―FUNDAMENTAL‖ do projeto.
- A consequência desse fato é o desequilíbrio atmosférico nos fechos Hídricos(Sifões), com a sua ruptura. (A entrada de gases para o interior da edificação provocacheiros insuportáveis).
Conclusão: - Sem ventilação, ―Adeus Conforto‖.
* A metodologia adotada para o cálculo do sistema de ventilação de esgotos, é a‗mesma‘ adotada no cálculo das redes de esgoto.
DIMENSIONAMENTO DOS RAMAIS DE VENTILAÇÃOGRUPO DE APAR . S/ VASOS
SANITÁRIOSGRUPO DE APAR. C/ VASOS
SANITÁRIOS
NÚMERO DEUNID. HUNTER
DECONTRIBUIÇÃO
DIÂMET.NOMINALDO RAMAL DE
VENTILAÇÃO - DN
NÚMERO DEUNID. HUNTER
DECONTRIBUIÇÃO
DIÂMET.NOMINALDO RAMAL DE
VENTILAÇÃO - DN
até 1213 a 18
A 19 a 36
405075
até 1718 a 60
—
50 B 75 —
A = COZINHA + ÁREA B = BANHO (1) + BANHO (2)
* Pela tabela acima e pelo cálculo do projeto anexo - 1, se formos adotar umaventilação para cada banheiro teremos que os ramais de ventilação terão DN = 50, pois o das UHC totalizam 12 (UHC) DN = 50mm p/ ramal p/ banho.
* Idem se adotarmos ramal único para cozinha e área de serviço - do quadro 1tiramos: (UHC) = 6 + 13 = 19 UHC, o que pela tabela 5 (acima), Grupos s/ v. S - DN =75mm
* A distância máxima do conector (sifão) ao ramal ou coluna de ventilação é dado pela tabela a seguir:
TABELA 5
DISTÂNCIA MÁXIMA DE UM DESCONECTOR AO TUBO
VENTILADORDIÂMETRO NOMINAL DO DE
DESCARGA - DNDISTÂNCIA MÁXIMA
(M)
405075100
1,001,201,301,40
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. Para o dimensionamento da coluna e barriletes de ventilação, utilizamos a tabela aseguir:
TABELA 6
DIMENSIONAMENTO DE COLUNAS E BARRILETES DE VENTILAÇÃO
DIÂM. NOM.DO
NÚM. DEUNID.
DIÂM. NOM./MIN. DO TUBO DEVENTILAÇÃO.
TUBO DEQUEDA
HUNTER DE 40 50 60 75 100 150
OU RAMALDE
CONTRIBUIÇÃO(UHC)
COMPRIM. MÁXIMO PERMITIDO (M)
ESG. DN
40 8 4640 10 3050 12 23 6150 20 15 4675 10 13 46 110 317
75 21 10 33 82 24775 53 8 29 70 20775 102 8 26 64 189
100 . 43
.11 26 76 299
100 140 8 20 61 229
100 320 7 17 52 195
100 530 6 15 46 177
150 500 10 40 305
150 1100 8 31 238
150 2000 7 26 201
150 2900 6 23 183
* Para ramal de esgoto com Ø = DN 100 - Ø mínimo da ventilação é de - 50
* Também na ventilação não permitido a redução de seção do ramal de ventilação para coluna ou barrilete da mesma ventilação.* A saída da coluna ou barrilete de ventilação deve preferencialmente ser no mínimo
20cm acima do telhado e sempre o mais longe de janelas, portas ou aberturas que possam―carrear‘ gases para o interior da edificação.
Cont.: Memória de cálculo (projeto anexo). VENTILAÇÃO DOS BANHOS 1 e 2
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- Para os banhos 1 e 2 será suficiente uma coluna/ramal saindo da (CI) caixa deinspeção que está localizada na faixa de 1,20m dos vasos sanitários e (RS) ralos sifonados.
(UHC) B1 e B2 = 22 UHC
Da tabela 5 ---- UHC 17 temos, Ø ramal = DN - 75mm
Pela tabela 6 a coluna poderia ser (UHC 43) DN = 50mm, porém para se evitarredução de Ø a coluna de ventilação será, também Ø col = DN - 75mm
Obs: Ver detalhamento na representação gráfica, projeto anexo.
Planta Baixa Esgoto Sanitário
- No projeto da página anterior podemos verificar os dimensionamentos da rede deesgoto bem como ventilação.
. Para a ventilação (projetada na página anterior) temos:
A) (UHC)
- Banheira --------------- UHC = 3 *- Lavatório--------------- UHC = 1 * Banheira e ou
Chuveiro- Bidê--------------------- UHC = 2- Chuveiro--------------- UHC = 2 *- Vaso sanitário--------- UHC = 6
(UHC) = 14
Pela tabela 5 o ramal de ventilação deve ser de DN = 50mm.
B) COLUNA DE VENTILAÇÃO
Em se tratando de um prédio com mais de um pavimento, e pela tabela - 6Ø ramal de esgoto ----------- DN 100mm, (também TQ/ 5 andares).: (UHC) = 14 UHC 5 = 70 UHC (total) .:CV (TAB - 6) = DN. 75mm coluna de ventilação da prumada de banheiros
11 - DIMENSIONAMENTO DAS CP, CI E CG.
Caixa de passagem (CP)Dotada de grelha ou tampa cega, destinada a receber água de lavagem de
piso afluentes de tubulação secundária de uma mesma unidade autônoma.
Características:
-
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- Cilíndricas com diâmetro mínimo de 0,15m;- Primática, desde que permita a inscrição de um círculo de 0,15m em sua base;- Altura mínima de 0,10m;- Tubulação de saída com diâmetro mínimo = DN 50.
Caixa de inspeção (CI)Caixa destinada a permitir a inspeção, limpeza e desobstrução das
tubulações.Executadas em anéis de concreto, alvenaria de tijolos maciço, blocos de
concreto com parede mínima de 0,20m.
Características:
- Seção circular de 0,60m de diâmetro; quadrada ou retangular, de 0,60m de lado, nomínimo;
- Profundidade máxima de 1,00,;- Tampa de fácil remoção e com perfeita vedação;- Fundo inclinado para fácil escoamento;- Dictância máxima entre caixas, 25m.
Caixa retentora de gordura (CG)Caixa destinada a reter gorduras para que as mesmas não obstruam, com o
tempo, as tubulações.São classificadas em:
a) - CGP (Caixa Gordura Pequena) Ø = 0,30, retenção 18 litros, saída DN 75.
b) - CGS (Caixa Gordura Simples) Ø = 0,40, retenção 31 litros, saída DN 75 -(duas pias).
c) - CGD (Caixa Gordura Dupla) Ø = 0,60, retenção 120 litros, saída DN 100, até12 pias.
D) - CGE (Caixa Gordura Especial) > 12 pias de cozinha ou cozinhas especiais.Volume V = 2N + 20
V = Volume em litros N = N° de pessoas servidas p/ cozinha.Ø Saída é o mínimo Dn 100.
Obs: - Estudar com maiores detalhes os diversos tipos de caixas e suas formasconstrutivas.
12 - VERIFICAÇÃO DA MEMÓRIA DE CÁLCULO.
Nesta etapa do roteiro, cabe uma revisão da memória de cálculo para ver seexiste coerência nos dados, ou, até mesmo se não ficou faltando nenhum cálculo.
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Após esta verificação inicia-se a consolidação da parte gráfica
13 - REPRESENTAÇÃO GRÁFICA (PROJETO)
Além dos ítens anteriores o 1 ponto da representação gráfica é a
simbolização das instalações (Legenda).
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EXEMPLO DE UM BANHEIRO COM BANHEIRA
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INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE
CONCEITOS MÍNIMOS
OBJETIVO DA INSTALAÇÃO - Alimentar os pontos de UTILIZAÇÃO de águacom a vazão (Q) e na temperatura (t) de PROJETO.
METAS:
1 - Definir o tipo de aquecimento e forma de energia.
2 - Definir o consumo para o projeto.
3 - Definir esquema de alimentação dos pontos de consumo e ou utilização.
4 - Dimensionar a instalação para que se tenha o objetivo da mesma.
5 - Explicitar as recomendações fundamentais para a instalação de águaquente.
REQUISITOS PARA INSTALAÇÃO DE ÁGUA QUENTE
―As instalações de ÁGUA QUENTE destinam-se a banhos, higiene, utilização emcozinha, lavagem de roupas, finalidade médicas entre outras específicas. Elas devem
proporcionar garantia de fornecimento de água suficiente, sem ruído, com temperaturasadequadas e sob pressão nescessária ao perfeito funcionamento das peças de utilização.‖
1
REQUISITO - TEMPERATURAS USUAIS
ITÉM USO TEMP USUAIS1 USO PESSOAL 35 a 50C
2 COZINHAS 60 a 70C3 LAVANDERIAS 75 a 85C4 HOSPITAIS / ESTERILIZAÇÃO * 100C
* Necessário a utilização de equipamentos para produção de vapor.
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2
REQUISITO - VAZÃO DE PEÇAS DE UTILIZAÇÃO E PESO
ÁGUA QUENTE - VAZÃO - Q l/s e PESOS:ITEM PEÇAS UTILIZAÇÃO VAZÃO l/s PESO
1 BANHEIRAS 0,30 1,02 BIDET 0,06 0,13 CHUVEIRO 0,12 0,54 LAVADOURA ROUPA 0,30 1,05 LAVATÓRIO 0,12 0,56 PIA DE DESPEJO 0,30 1,07 PIA DE COZINHA 0,25 0,7
* Para usos especiais, definições especiais conforme necessidadedo projeto.
3 REQUISITO -PRESSÃO MÁXIMA E MÍNIMA
À JUSANTE DAS PEÇAS DE UTILIZAÇÃO A NORMA, bem como asobservações práticas, recomenda o seguinte:
PRESSÃO MÁXIMA 40 mca (H2O) ou 400 Kpa
* Para pressões superiores a esta, utilizar redutores de pressão.
PRESSÃO MÍNIMA 1 0, )
) mca (H ou 10 Kpa TORNEIRAS
0,5 mca (H ou 5 Kpa CHUVEIROS *2
2
O
O
Obs: 1 * Atenção para o trajeto das tubulações, altura de instalação dos reservatórios, perdas de cargas, pois em residências, estes fatores sempre provocam pressões mínimasmenores do que a pressão necessária para o bom funcionamento das peças de utilização.
Obs: 2 * Em residências, o maior problema, e o que gera o maior desconforto no que serefere a baixa vazão é a instalação da CAIXA D‘ÁGUA sem nenhuma elevação acima da
laje e ou telhado. (Ver ex. Anexo).
4 REQUISITO - CONSUMO DE ÁGUA QUENTE.
* CONSUMO PREDIAL.
A norma indica as bases para se determinar o consumo predial de ÁGUAQUENTE.
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Conhecida a população da edificação, calcula-se o consumo predial pelas indicaçõesda tabela abaixo:
TABELA DE CONSUMO MÉDIO - NBR - 7198/82
PRÉDIO CONS. LITRO/DIA (60C)ALOJAMENTO PROVISÓRIO OBRA 24 Litros/PessoaCASA POPULAR OU RURAL 36 Litros/PessoaRESIDÊNCIA 45 Litros/PessoaAPARTAMENTO 60 Litros/PessoaQUARTEL E ESCOLA (INTERNATO) 45 Litros/PessoaHOTEL SEM LAVANDERIA 36 Litros/HospedeHOSPITAL 125 Litros/LeitoRESTAURANTE OU SIMILAR 12 Litros/Refeição
LAVANDERIA 15 Litros/Kg RoupaCD - CONSUMO DIÁRIO = População consumo ―Per Capta‖. População - Já calculada no projeto de ÁGUA FRIA.
Obs: Respeitando-se os requisitos acima citados, TEMPERATURA, VAZÃO, PRESSÃOE CONSUMO, o projeto de ÄGUA QUENTE estará perfeito.
Resta-nos portanto a conceituação do mesmo no que se refere às ―METAS‖ a seremcumpridas.
- Antecipando, podemos afirmar que o dimensionamento das tubulações, no que se refere àDIÂMETROS, segue o mesmo esquema dos métodos adotados nos cálculos de tubulações
para condução de água fria.
MUDA-SE SOMENTE O MATERIAL / ISOLAMENTO.
METAS A SEREM CUMPRIDAS PARA A ELABORAÇÃO DO PROJETO.
1) DEFINIÇÃO DO TIPO DE AQUECIMENTO
1.1 - SISTEMA DE ABASTECIMENTO:
O abastecimento de ÁGUA QUENTE é feito em encanamentos separados dos deágua fria e para efeito de organização de ―conteúdo‖ pode ser feito por um dos seguintessistemas:
1.1.1 - INDIVIDUAL - (OU LOCAL):
Quando o aquecimento é feito para suprir um ou mais aparelhos em um setor deuma unidade habitacional.
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Ex: AQUECEDORES DE PASSAGEM, CHUVEIRO ELÉTRICOS, TORNEIRASELÉTRICAS, etc...
1.1.2 - CENTRAL PRIVADO (DOMICILIAR):
Quando é feito para suprir vários aparelhos de mais de um cômodo de uma unidadehabitacional.
1.1.3 - CENTRAL COLETIVO (EDIFÏCIO):
Quando é feito para suprir vários aparelhos de mais de uma unidade habitacional.
1.2 - TIPOS DE AQUECIMENTO
Para cada sistema de abastecimento há um tipo adequado de equipamento a serutilizado, com diferentes tipos de energia.
* OBSERVAÇÃO GERAL: Existe uma ïnfinidade‖ de equipamentos para aquecimento deágua e sua armazenação.
Após a escolha do sistema de abastecimento, estudos mais apurados deverão serfeitos para se definis equipamentos e energia a ser utilizada para o ―fim‖ a que se destina o projeto específico. ―Não adotar regra geral‖.
1.2.1 - ESCOLHA DO TIPO AQUECIMENTO
O GRAU de ―sofisticação‖ (conforto) aliado com as disponibilidades globaisexistentes, é que apontará a solução a ser projetada.
* ―Sofisticação / conforto garantia de abastecimento contínuo de água quente naquantidade e temperatura ideal. Uma instalação que permita uma garantia do ―conforto‖ exige um investimento inicialgrande, e uma análise econômica (período de amortização) mais apurada normalmenteinviabiliza sua execução.―Conforto‖ normalmente custa caro.
* ―DISPONIBILIDADES GLOBAIS‖
Formas de energia disponíveis na região do projeto Se é projeto inicial ou reforma Perfil da renda do(s) proprietário(s) Disponibilidade financeira para implantação
Disponibilidade mensal Análise de tendência do custo das energias disponíveis Outras.....
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RESUMO:
Após análise do projeto quanto à sua utilização e entrevista com o proprietário e ouresponsável, a tomada de decisão técnica fica mais ―REALISTA‖ e fácil.
E para facilitar temos a tabela abaixo:
* ESCOLHA DO TIPO DE AQUECIMENTO / FORMA DEENERGIA
SISTEMA TIPO DE ENERGIAELÉTRICO GLP-GÁS-RUA
NAFTASOLAR ÓLEO COMB.
SÓLIDOINDIVIDUAL PASSAGEM
SEMI-ACUMUL.
PASSAGEMPASSAGEM
SEMI-ACUMUL.
CENTRALPRIVADO
ACUMUL. ACUMUL. ACUMUL. ACUMUL. ACUMUL.
CENTRALCOLETIVO
ACUMUL. ACUMUL. ACUMUL. ACUMUL. ACUMUL.
* PODE-SE, TAMBÉM, PREVER SISTEMAS / ENERGIA MIXTOS.
2) CONSUMO PARA O PROJETO
2.1- Para pequenos projetos e ou projetos Convencionais, utiliza-se a tabela página Q = 3(verificar página após digitação do trabalho) para o cálculo do consumo predial.
A rotina de cálculo é a mesma adotada para água fria.
2.2 - VOLUMES DOS RESERVATÓRIOS (FONTES CONVENCIONAIS)Abaixo apresentamos algumas tabelas que podem auxiliar nos cálculos do volume dosreservatórios (Fonte - Hélio CREDER).
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CONSUMO DE ÁGUA QUENTE À 70C
A tabela abaixo nos fornece o volume do aquecedor (litros) e o valor da resistência(média) dos mesmos para aquecer a água de 20
C à 70
C.
CONSUMO DIÁRIO A 70C (LITROS) VOLUME DO AQUECEDOR RESISTÊNCIA (KW)
60 50 0,75
95 75 0,75130 100 1,0
200 150 1,25
260 200 1,5
330 250 2,0
430 300 2,5
570 400 3,0
700 500 4,0
850 600 4,5
1150 750 5,5
1500 1000 7,0
1900 1250 8,52300 1500 10,0
2900 1750 12,0
3300 2000 14,0
4200 2500 17,0
5000 3000 20,0
VALORES USUAIS DE CAPACIDADE DE RESERVATÓRIOS (BOILERS)(BASEADA NA TABELA 70 DA REF. N
DA BIBLIOGRAFIA) H. CREDER.
VALORES USUAIS DE AQUECEDORES ENCONTR ADOS NO COMÉRCIO “VALORESCOMERCIAIS”
CAPACIDADEDO
RESERVATÓRIO(LITROS) 60 75 115 175 230 290
CONSUMODIÁRIO
(LITROS)115 - 230 230 - 380 380 - 760 760 - 1140 1140 - 1710 1710 - 2330
PEQUENA FAMÍLIA
FAMÍLIAMÉDIA
FAMÍLIAMÉDIA
FAMÍLIAGRANDE
FAMÍLIAGRANDE
CASASGRANDES
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APLICAÇÕESCASA
PEQUENAUM SÓ
BANHEIRODOIS
BANHEIROSLOJA
PEQUENAPEQUENOSEDIFÍCIOS
DE APT.
PEQUENOSEDIFÍCIOS
DE APT.
PRÉDIO CONSUMO - LITRO / DIA 70C ALOJAMENTO PROVISÓRIO 24 POR PESSOA
CASA POPULAR OU RURAL 30 POR PESSOA
RESIDÊNCIA 45 POR PESSOA
APARTAMENTO 60 POR PESSOA
QUARTEL 45 POR PESSOA
ESCOLA (INTERNATO) 45 POR PESSOA
HOTEL - SEM COZ. E SEM LAVAND. 36 POR HÓSPEDE
HOSPITAL 125 POR LEITORESTAURANTE E SIMILAR 12 POR REFEIÇÃO
LAVANDEIRIA 15 POR Kg DE ROUPA
TABELAS PARA AUXÍLIO NOS CÁLCULOS DO VOLUME DOS RESERVATÓRIOS.
CONSUMO DE AGUA QUENTE NOS EDIFÍCIOS, EM FUNÇÃO DO NÚMERO DE PESSOAS
TIPO DEEDIFÍCIO
AGUAQUENTE
NECESSÁRIA
CONSUMONAS
OCASIÕES DEPEAK (L/H)
DURAÇ O DEPEAK HORAS
DE CARGA
CAPAC. DORES. EM
FUNC. DOCONS/DIAR.
CAPAC. DE HORAR.DE AQUEC. EMFUNC./USO/DIA
RESID NCIA
APARTAMENTOS HOTÉIS
50 LITROS
PESSOA PORDIA
1/7 4 1/5 1/7
EDIFÍCIOSESCRITÓRIOS
2,5 LITROSPES/POR/DIA 1/5 2 1/5 1/6
F BRICAS 6,3 LITROSPES/POR/DIA 1/3 1 2/5 1/8
RESTAURANTE3ª CLASSE2ª CLASSE1ª CLASSE
LIT/POR/REF1,93,25,6
1/10 1/10
RESTAURANTE3 REF/DIA
1/10 8 1/5 1/10
RESTAURANTE1 REF/DIA
1/5 2 2/5 1/6
EX: AQUECIMENTO ELÉTRICO PARA UMA RESIDÊNCIA DE 10 PESSOAS
1) - Consumo diário: ----------------------- 50 10 = 500 l.
2) - Nas ocasiões de peak: ----------------- 500 17
= 75 l/h
3) - Capacidade do reservatório: --------- 15 500 = 100 l
4) - Capacidade do aquecimento: -------- 17
500 = 75 l/h
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Querendo elevar a temperatura da água de 15 para 60C, em uma hora
Qef
75 60 15 3370( ) kcal úteis
Considerando o rendimento de 80%
Qef
33700 8 4220, kcal.
Como 1 KWH = 860 Kcal, temos
W 4220860
4 7, KWH.
Consumo de água quente nos edifícios, em função do número de Apto.
CONSUMO DE AGUA QUENTE NOS EDIFÍCIOS, EM FUNÇÃO DO N Apto / LIT / HORAS60
C
APARELHOS APTO CLUBES
GIN SIOS
HOSPITAIS
HOTEIS
F BRICAS
ESCRITÓRIO
S
RESIDÊNCIA
ESCOLAS
LAVAT RIOPRIVADO
2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6
LAVATÓRIOPÚBLICO
5,2 7,8 10,4 7,8 10,4 15,6 7,8
19,5
BANHEIRO 26 26 39 26 26 39 26
LAVADOR DEPRATOS
19,5 65
65 65 26
19,5 26
LAVA - P S 3,9 3,9 15,6 3,9 3,9 15,6 3,9 3,9
PIA DECOZINHA
13 26 26 26 26 13 13
TANQUE DELAVAGEM 26 36,4 36,4 36,4 36,4 26
PIA / COPA 6,5 13 13 13 6,5 13
CHUVEIRO 97,5 195 292 97,5 97,5 292
97,5 292
CUNSUMOMÁXIMO %
30 30 10 25 25 40 30 30 40
CAPAC. DORESERVAT. %
125 90 100 60 80 100 200 70 100
EXEMPLO
Edifício de apartamentos, com 20 unidades residenciais, com os seguintesaparelhos, por unidade: banheiros, bidê, lavatório, chuveiro e pia de cozinha.
20 - Banheiros 26 = 52020 - Bidês 2,6 = 5220 - Lavatórios 2,6 = 5220 - Chuveiros 97,5 = 195020 - Pias de cozinha 13 = 260__
2834 l/h
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Consumo máximo provável: 0,30 2834 = 850 l/h Capacidade do reservatório: 1,25 850 = 1060 l
OBS: VERIFICA-SE QUE ESTES VOLUMES SÃO EFICIENTES QUANDO ATEMPERATURA ESTÁ ENTRE 60 E 70C.
2.3 - VOLUME DOS RESERVATÓRIOS: (Fontes alternativas).
Frente à tendência de aumento custos das energias convencionais (ELÉTRICAS eDERIVADOS DO PETRÓLEO), é muito importante que o projeto oriente o cliente sobre a possibilidade e até mesmo a vantagem da utilização das energias não convencionais(alternativas).
Para tanto apresentamos abaixo dados e tabelas já comprovados pelo uso e prática.
2.3.1 - PREDIAIS: (Fontes PROCEL).
Para os coletores solares disponíveis no mercado, os melhores rendimentosenergéticos serão aqueles obtidos, trabalhando-se com grandes volumes de águaarmazenados e a temperaturas menores (40C a 50C). Para tal, o reservatório térmicodeverá ter seu volume calculado de modo a conseguir armazenar toda água necessária, no período de um dia.
Sendo assim não se deve economizar no tamanho do reservatório ou a eficiência doaparelho será comprometida.
Levando-se em conta os níveis de insolação de Minas Gerais, pode-se dimensionar aárea necessária de coletores solares em função do volume do reservatório térmico. ESTARELAÇÃO DEVE SER DE 100 LITROS DE VOLUME DE ARMAZENAMENTO paracada m2 de coletor solar.
EXEMPLO: UM AQUECEDOR SOLAR DE 400 LITROS DEVERÁ TER 4m2 deárea de captação, ou seja, 2 coletores de 2m2 cada.
Em condições especiais, como hoteis onde a taxa de ocupação é muito própria,esta relação pode aumentar, ou seja, 125 litros por m2 de captação.
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2.3.2 - DIMENSIONAMENTO:Para calcular o volume do reservatório para água
quente via aquecimento solar, considera-se a tabela abaixo:
ITEM PEÇAS DE UTILIZAÇÃO VAZÃO CONSUMO / DIA
1 Banheira pequena - 150 litros 0,30 150 litros / banho2 Banheira dupla - 300 litros 0,60 300 litros / banho3 Banheira circular - 400 litros 0,80 400 litros / banho4 Bidet 0,06 20 litros / pessoa5 Chuveiro elétrico de vazão pequena 0,05 30 litros / 10 min / pessoa6 Chuveiro elétrico de vazão confortável 0,12 72 litros / 10 min / pessoa7 Chuveiro elétrico de vazão farta 0,25 150 litros / 10 min / pessoa8 Chuveiro ducha 0,50 300 litros / 10 min / pessoa
9 Lavadoura de roupa 0,30 15 litros / pessoa / dia10 Lavatório 0,12 20 litros / pessoa / dia11 Pia de despejo 0,30 30 litros / pessoa / dia12 Pia de cozinha 0,25 25 litros / pessoa / dia
A PARTIR DOS DADOS DA TABELA ACIMA, PREENCHA O QUADRO A SEGUIR:
N DE BANHO DE CHUVEIRO / DIA VAZÃO DURAÇÃO DO BANHO ________BANHO / DIA ________ LITROS / SEG ________ SEG = ________LITROS
N DE PESSOA CONSUMO LAVATÓRIO E BIDET
________ N DE BANHOS ________ LITROS / PESSOA / DIA = ________ LITROS N DE BANHO DE BANHEIRA / DIA VOLUME BANHEIRA ________ N DE BANHOS ________ LITROS ________ = ________LITROS
N DE PESSOA CONSUMO / PESSOA NA COZINHA ________ N DE PESSOAS ________ LITROS / PESSOA / DIA = ________ LITROS
N DE PESSOA CONSUMO / PESSOA P/ LAVANDERIA ________ N DE PESSOAS ________ LITROS / PESSOA / DIA = ________ LITROS
VOLUME DO RESERVATÓRIO TÉRMICO _________________ LITROS
- Os consumos pessoa / dia citados anteriormente não são retirados de normas, esim valores levantados a partir da experiência de fabricantes.
2.3.3 - OBSERVAÇÕES IMPORTANTES:
- O dimensionamento para residências individuais é sempre mais crítico.Mudanças nos hábitos de consumo de um dos moradores pode modificar de modosignificativo a demanda de água quente. Sendo assim, deve-se considerar no mínimo 6(seis) habitantes para os cálculos, mesmo que o número de moradores seja inferior;
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- O sistema de aquecimento solar para atender um número igual ou inferior a 10(dez) usuários, deve ter resistência elétrica com potência entre 130 e 180 Wats para cada100 litros de volume do reservatório. Para um número superior a 10 usuários, a potênciadeve estar entre 100 e 150 Wats para cada 100 litros de reservatório. Estando oequipamento bem dimensionado as potências citadas são suficientes.
- Não se pode ajustar a vazão dos chuveiros unicamente no projeto. É imperiosoadequar a realidade aos valores projetados por meio de obstrução à passagem de água. Estasdeverão ser instaladas nos braços dos chuveiros de forma semelhante ao ajuste de pressãodinâmica que se faz nos chuveiros elétricos;
- As crianças de qualquer idade consomem água da mesma forma que os adultos;
- Prever o possível crescimento da família;
- Não é necessário levar em conta eventuais visitas de fins de semana. O
aquecedor solar deve ser dimensionado para cargas constantes e usuais;
- Descidindo-se por um aquecedor solar único para banhos, cozinha e lavanderia,empregar registros que possibilitem o controle de vazões ou mesmo da distribuição de águaa esses pontos;
- Utilizar os menores trajetos possíveis, bem como menores diâmetros, para que ovolume de água que permanecer e resfriar dentro da tubulação não provoque desconforto daesfera bem como aumento de consumo virtual.
- Um equipamento bem dimensionado economiza, em um ano, cerca de 80% daenergia que seria necessária para efetuar o mesmo aquecimento via eletricidade.
3) - ESQUEMA DE ALIMENTAÇÃO DOS PONTOS DE CONSUMO E OUUTILIZAÇÃO
- O esquema de alimentação, desde que sinfonamentos sejam evitados e os trajetossejam os menores possíveis seguem os mesmos critérios utilizados no projeto de água fria.
- Prever registros por área de atendimento.
4) DIMENSIONAMENTO DA INSTALAÇÃO DE ÁGUA QUENTE
- Adotar os mesmos critérios utilizados nos cálculos de água fria, somentealterando as vazões conforme tabela constantes neste capítulo.
5) RECOMENDAÇÕES PARA INSTALAÇÕES DE ÁGUA QUENTE.
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DOS MATERIAIS - COBRE, PVC e POLIPROPILENO, aço galvanizado emalguns casos (fácil manutenção) e aço inox para instalações industriais.
DO ISOLAMENTO - Lã de vidro ou rocha ou vermiculita expandida com cimento,em traço de 6:1 nas paredes.
RESUMINDO - A qualidade final de uma instalação, além do projeto edimensionamento correto, depende da especificação correta dos materiais e equipamentos aserem utilizados. (Catálogos e experiências anteriores).
FINALMENTE - Os procedimentos bem como roteiro de projeto segue a mesmarotina adotada para projetos de água fria.
OBS.: Torneiras de ágra quente à esquerda do usuário e torneira de água fria à direita.
FÓRMULAS E DADOS PARA AUXÍLIO DOS CÁLCULOS
EQUAÇÕES:
Q j
RI t2 1 Lei de Joule
Pem Wats = RI2
QJ
Pt 1
Q mc (T TQ F
) ou
Q mc t
T V V T T Vm m Q Q F F
R S
1
ONDE:
Q - calor produzido e ou necessário em KcalR - resistência em I - correntes em ampéresRI - potência em WatsP - potência em WatsJ - joule - (4,18 W ou 4187 KW)
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t - tempo, em segundosm - massa da água em Kg ( 1 litro)
C - calor específico, em KcalKg C
TQ - temperatura da água quente em C
TF - temperatura da água fria em
CTm - temperatura mista em CVQ - volume da água quente, em litrosVF - volume da água fria, em litrosVm - volumemistura, em litros
- resistividade, em .mmm
2
l - comprimento da resistência em metrosS - seção da resistência, em mm2.
DADOS:
1 KWH = 860 Kcal.* Com os dados acima, bem como fórmulas e tabelas de consumo, pode-se elaborar
um projeto de água quente através de um roteiro e conceitos próprios para projetosespecíficos, desde que justificados e atendam requisitos mínimos de normas.
Os Aquecedores Solares são, ao mesmo tempo, captadores e armazenadores de umaenergia gratuita. Quando se instala um destes equipamentos, monta-se, na verdade, umamicro-usina capaz de produzir energia sob a forma de aquecimento de água, no mesmolocal em que será instalada.
Compõem-se de um conjunto de Coletores Solares, um Reservatório Térmico, umSistema de Circulação de água (natural ou forçada) e um Sistema Auxiliar de AquecimentoElétrico.
A radiação solar aquece a água na serpentina de tubos de cobre, no interior da caixado Coletor Solar. A isolação térmica e o vidro que recobrem esta caixa impedem a perda docalor para o ambiente. A água quente circula entre a Serpentina e o ReservatórioTermicamente isolado, carreando o calor que permanecerá armazenado. Em períodosencobertos prolongados, se a temperatura tender a cair de 40 C, o termostato ligará aresistência elétrica.
CIRCULAÇÃO NATURAL
Para as pequenas instalações, a circulação de água é natural, não havendonecessidade de utilização de bomba elétrica.
A - ventilação (sispiro)B - reservatório de água friaC - admissão de água fria
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D - água fria para consumoE - reservatório térmicoF - resistência elétricaG - tubulação de água quente isoladaH - coletores solares
I - tubulação de consumo de água quente isoladaJ - termostato controlador da resistência
CIRCULAÇÃO FORÇADA
Nas instalações de médio e qrande porte, é normalmente utilizado o Sistema deCirculação Forçada de Água compostto por uma pequena motobomba elétrica comandada por um Controlador Diferencial. Quando a temperatura da água dentro do Coletor Solar foraproximadamente 3 C à 10 C maior que a temperatura da água do Reservatório Térmico,o Termostato ativa a bomba circuladora, levando água quente do coletor para o reservatório.
A -coletores solaresB -reservatório térmicoC -termostato controlador da resistênciaD -controlador diferencialE -sensores de temperaturaF - bomba d‘água G -admissão de água friaH -tubulação de consumoI -isolamento térmicoJ -ventilação (suspiro)K - resistência elétrica
O diferencial de temperatura citado é normalmente utilizado, mas cada instalaçãodeve ser otimizada, partindo-se deste apenas como referência.
Alguns limites para instalação de sistemas com circulação natural
a) Desnível entre a parte inferior do reservatório de água fria e a parte superior doreservatório de água quente.
Mínima: 0,15 mMáxima: 5,00 m de coluna d‘água (a partir do nível d‘água)
b) Desnível entre a parte superior do coletor solar e a base do reservatório térmico:Mínima: 0,20 mMáxima: 4,00 m
c) Distância entre o coletor solar e o reservatório térmico:
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- não deve ser superior a 10,0 m. Quanto maior a distância, maior a perda de carga e portanto maior deve ser o desnível b. Mínimo de 10%, ou seja, para cada 1,00 m de c(distância linear)será necessário 0,1 m de b (desnível).
OBS.: Para se trabalhar fora destes limites, os cuidados na instalação deverão ser
redobrados.
- Deve-se estar atento a sombreamento do Norte, Leste e Oeste. Ao Sul, pode-se teraté mesmo uma obstrução na vertical. Cuidado especial deve-se ter com o crescimento dasárvores existentes. É recomendável a consulta a mais de um técnico para confrontar asinformações recebidas.
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
1 - Manual Técnico de Instalações Hidráulicas e Sanitárias2° Edição 187 - Editora Pini Ltda.
2 - Ruthe e Welington SilveiraInstalações Hidro Sanitárias e de Gás2° Edição /90 - Editora Pini Ltda.
3 - Instalações Hidráulicas e SanitáriasHélio Creder4° Edição - Livros Técnicos e Científicos.
4 - Instalações Hidráulicas Prediais e IndustriaisArchibald Joseph Macintyrf2° Edição / 80 - Editora Guanabara S.A.
5 - Notas de Aulas do Autor.