INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E SANITÁRIAS PRATICAS 1 E 2 (2)

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INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E SANITÁRIAS - PRATICAS 1 E 2
DIMENSIONAMENTO DA REDE PREDIAL DE ÁGUA FRIA 
Dimensionar tubulações de água fria de forma que elas proporcionem aos equipamentos hidráulicos e sanitários pressão de utilização adequada é imprescindível.
Caso isso não seja feito, alguns problemas como chuveiros e pias com pouca pressão, equipamentos que apresentam uma queda grande de pressão ao utilizá-los em conjunto, ruídos e barulhos incômodos e excessivamente altos, além de infiltrações e vazamentos podem vir a ocorrer.  
Para se evitar os problemas citados e fazer com que estudantes e profissionais entendam de forma simples como funciona o dimensionamento das tubulações de água fria, preparamos um roteiro de cálculo com o passo a passo do que deve ser feito.
Dá uma olhada nos 07 passos para dimensionar tubulações de água fria:
1º Passo: Determinar trechos
Sempre que houver uma mudança de vazão ou do diâmetro da tubulação um novo trecho deve ser criado.
2º Passo: Somar pesos de cada trecho
Somar os valores dos pesos de cada peça. Os pesos são valores tabelados que auxiliam a dimensionar alguns itens como a vazão e o diâmetro do tubo.
Atenção, pois os pesos são acumulativos, o ideal é começar pelo último trecho e seguir até o início
3º Passo: Estimar vazão
A vazão é determinada por fórmula, basta saber a soma dos pesos dos aparelhos no trecho.
4º Passo: Determinar o diâmetro mínimo e diâmetro usado
O diâmetro mínimo é calculado através do uso do ábaco. O ábaco é uma tabela que relaciona a soma dos pesos de cada trecho e o diâmetro mínimo a ser utilizado.
No ábaco os números em destaque são o resultado da soma dos pesos, ao lado estão os diâmetros mínimos a serem adotados em milímetros.
Cada faixa de valores da soma dos pesos corresponde a adoção de um diâmetro especifico da tubulação.
Em um exemplo prático, se a soma dos pesos resulta em um valor de 2, o diâmetro mínimo é o de 25 mm.
Se a soma dos pesos resultar em um valor de 8, o diâmetro mínimo adotado é o de 32 mm e assim por diante.
5º Passo: Verificar velocidade nos trechos
A velocidade de escoamento em cada trecho deve obedecer a duas inequações, que são:
É importante atender as duas inequações. A equação para o cálculo da velocidade é:
6º Passo: Determinar perdas de carga
6.1. Perda de carga unitária
A perda de carga unitária representa a perda de pressão a cada metro da tubulação. Ela pode ser calculando usando a seguinte equação:
 Perda de carga total
A perda de carga total refere-se a soma das perdas de cargas e é representada pela seguinte equação: 
7º Passo: Determinar as pressões
A NBR 5626 delimita as pressões máximas e mínimas de utilização, a pressão máxima admitida nas tubulações é de 400 Kpa. 
1. OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
Desenvolver nos alunos a capacidade realizar o dimensionamento de instalações de águas frias prediais.
2. PROPOSTA DE ATIVIDADE
Ao se fazer as projeções populacionais, deve-se ter em mente os seguintes pontos:
DADOS PARA PROJETOs 
TABELA 1 – Seções equivalentes ao tubo de referência de 20 mm (1/2”)
	Diâmetro de referência
	DN (mm)
	No de tubos de 20 mm com a mesma capacidade
	½
	20
	1,0
	¾
	25
	2,9
	1
	32
	6,2
	1 ¼
	40
	10,9
	1 ½
	50
	17,4
	2
	60
	37,8
	2 ½
	75
	65,5
	3
	85
	110,5
	4
	110
	189,0
TABELA 2 – Vazões de projeto e pesos relativos dos pontos de utilização 
	Pontos de utilização 
	Vazão (L.s-1)
	Peso
	Bebedouro
	0,05
	0,1
	Bica de banheira
	0,30
	1,0
	Bidê
	0,10
	0,1
	Caixa de descarga para bacia sanitária ou mictório não aspirante
	0,15
	0,3
	Chuveiro
	0,20
	0,5
	Máquina de lavar prato ou roupa
	0,30
	1,0
	Torneira ou misturador (água fria) de lavatório
	0,20
	0,5
	Torneira ou misturador (água fria) de pia de cozinha
	0,25
	0,7
	Torneira de pia de despejo ou tanque de lavar roupa
	0,30
	1,0
	Válvula de descarga para bacia sanitária
	1,90
	40,0
	Válvula de descarga para mictório auto-aspirante
	0,50
	2,8
	Válvula de descarga ou registro para mictório não aspirante
	0,15
	0,3
TABELA 3 - Velocidades e vazões máximas
	DN 
(mm)
	Diâmetro referência (pol)
	Soldável
	Roscável
	Velocidade máxima(m.s-1)
	Vazão 
máxima(L.s-1)
	
	
	diâmetro externo(mm)
	
	
	15
	½
	20
	21,0
	1,60
	0,2
	20
	¾
	25
	26,5
	1,95
	0,6
	25
	1
	32
	33,2
	2,25
	1,2
	32
	1 ¼
	40
	42,0
	2,50
	2,5
	40
	1 ½
	50
	48,0
	2,50
	4,0
	50
	2
	60
	60,0
	2,50
	5,7
	60
	2 ½
	75
	75,5
	2,50
	8,9
	75
	3
	85
	88,3
	2,50
	12,0
	100
	4
	110
	113,1
	2,50
	18,0
	125
	5
	140
	139,3
	2,50
	31,0
	150
	6
	160
	164,4
	2,50
	40,0
TABELA 4 - Tabela de dimensões de tubos
	Roscável
	Soldável
	Referência
	DE
(mm)
	Espessura
(mm)
	Referência
	DE
(mm)
	Espessura
(mm)
	½
	21,0
	2,6
	½
	20
	1,5
	¾
	26,5
	2,9
	¾
	25
	1,7
	1
	33,2
	3,5
	1
	32
	2,1
	1 ¼
	42,0
	3,7
	1 ¼
	40
	2,4
	1 ½
	48,0
	4,4
	1 ½
	50
	3,0
	2
	60,0
	4,7
	2
	60
	3,3
	2 ½
	75,5
	4,7
	2 ½
	75
	4,2
	3
	88,3
	4,8
	3
	85
	4,7
	4
	113,1
	5,0
	4
	110
	6,1
	5
	139,3
	5,5
	
	
	
	6
	164,4
	5,0
	
	
	
	6
	164,4
	8,0
	
	
	
TABELA 5 - Estimativa de consumo predial diário 
	Prédio
	Consumo (L.d-1)
	Prédio
	Consumo (L.d-1)
	Alojamentos provisórios
	80 per capita
	Restaurantes e similares
	25 por refeição
	Casas populares ou rurais
	120 per capita
	Garagens
	50 por automóvel
	Residências
	150 per capita
	Lavanderia
	30 por kg de roupa seca
	Apartamentos
	200 per capita
	Mercados
	5 por m2 de área
	Hotéis (s/ cozinha e s/ lavanderia)
	120 por hóspede
	Matadouros - animais de grande porte
	300 por cabeça abatida
	Escolas – internatos
	150 per capita
	Matadouros - animais de pequeno porte
	150 por cabeça abatida
	Escolas - semi-internatos
	100 per capita
	Postos de serviço p/ automóvel
	150 por veículo
	Escolas – externatos
	50 per capita
	Cavalariças
	100 por cavalo
	Quartéis
	150 per capita
	Jardins
	1,5 por m2
	Edifícios públicos ou comerciais
	50 per capita
	Orfanato, asilo, berçário
	150 per capita
	Escritórios
	50 per capita
	Ambulatório
	25 per capita
	Cinemas e teatros
	2 por lugar
	Creche
	50 per capita
	Templos
	2 por lugar
	Oficina de costura
	50 per capita
TABELA 6 - Diâmetro mínimo dos sub-ramais 
	Peças de utilização
	Bitolas
	Soldável
	Roscável
	
	DN
	Referência
	diâmetro externo (mm)
	Aquecedor de alta pressão
	15
	1/2
	20
	21,0
	Aquecedor de baixa pressão
	20
	3/4
	25
	26,5
	Bacia sanitária com caixa de descarga 
	15
	1/2
	20
	21,0
	Bacia sanitária com válvula de descarga de bitola 1 ¼
	40
	1 ½
	50
	48,0
	Bacia sanitária com válvula de descarga de bitola 1 ½
	40
	1 ½
	50
	48,0
	Banheira
	15
	1/2
	20
	21,0
	Bebedouro
	15
	1/2
	20
	21,0
	Bidê
	15
	1/2
	20
	21,0
	Chuveiro
	15
	1/2
	20
	21,0
	Filtro de pressão
	15
	1/2
	20
	21,0
	Lavatório
	15
	1/2
	20
	21,0
	Máquina de lavar pratos
	20
	3/4
	25
	26,5
	Máquina de lavar roupa
	20
	3/4
	25
	26,5
	Mictório de descarga contínua por metro ou aparelho
	15
	1/2
	20
	21,0
	Pia de cozinha
	15
	1/2
	20
	21,0
	Tanque de lavar roupa
	20
	3/4
	25
	26,5
Tabela 7 – Pressões estáticas e dinâmicas nos pontos de utilização
	Peças de utilização
	Pressão dinâmica (mca)
	Pressão estática (mca)
	
	Mínima
	Máxima
	Mínima
	Mínima
	Aquecedor de alta pressão
	0,5
	40
	1
	40
	Aquecedor de baixa pressão
	0,5
	4
	1
	5
	Bebedouro
	2,0
	40
	
	
	Chuveiro DN 20 mm
	2,0
	40
	
	
	Chuveiro DN 25 mm
	1,0
	40
	
	
	Torneira
	0,5
	40
	
	
	Torneira de bóia para caixa d`água DN 20 mm
	1,5
	40
	
	
	Torneira de bóia para caixa d`água DN 25 mm
	0,5
	40
	
	
	Torneira de bóia para reservatórios
	0,5
	40
	
	
	Válvula de descarga de alta pressão
	fabricante deve especificar
	40
	Válvula de descarga de baixa pressão
	1,2
	
	2
	fabricante deve especificar
FIGURA 1 – Ábaco para dimensionamento de instalação predial.
TABELA 8 - Perdas de cargas localizadas pela equivalência em metros de canalização de PVC rígido
MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO – EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
 1º Consumo simultâneo: Aplicado em locais onde todas as peças da rede predial são utilizadas simultaneamente, em razão de horários específicos como em quartéis, escolas, estabelecimentos industriais, paradas de ônibus,etc.
Neste método adota-se o seguinte roteiro de dimensionamento:
- utiliza-se como referência a tubulação de 20 mm (1/2”), a partir da qual todos os demais diâmetros são referidos, apresentado-se como seções equivalentes;
- adotam-se os diâmetros mínimos dos sub-ramais a partir da Tabela 6;
- somam-se as seções equivalentes de cada trecho;
- usando a Tabela 1, determinam-se os diâmetros dos sub-ramais.
Exemplo 1: Dimensionar a rede predial esquematizada abaixo:
	Trecho
	Seção equivalente
	Seção acumulada
	DN (mm)
	K-J
	1
	1
	20
	J-I
	1
	2
	25
	I-H
	1
	3
	32
	H-G
	1
	4
	32
	G-F
	1
	5
	32
	F-E
	1
	6
	32
	E-D
	1
	7
	40
	D-C
	1
	8
	40
	C-B
	1
	9
	40
	B-A
	1
	10
	40
2º Consumo simultâneo provável (ABNT): O funcionamento simultâneo de todas as peças, de modo geral, é pouco provável. Quanto maior o número de peças, menor a probabilidade de uso simultâneo. O método simultâneo provável é preconizado pela norma NBR 5626/82 que se baseia no cálculo da probabilidade e na análise prática de instalações sanitárias com funcionamento satisfatório. Para um perfeito funcionamento, no dimensionamento predial, as vazões que cada peça de utilização (torneiras, chuveiros, válvulas) estão relacionadas com o peso das peças de utilização, os quais têm relação direta com os diâmetros mínimos necessários ao funcionamento das peças. Portanto, para se determinar os diâmetros dos barriletes, colunas, ramais e sub-ramais, deve-se: 
1º) Determinar, para cada trecho da instalação, a soma dos pesos das peças de utilização (Tabela 2); 
2º) Verificar na Figura 7, para a soma dos pesos encontrado, o diâmetro do tubo correspondente.
3º) No dimensionamento dos barriletes e colunas, como as peças não são utilizadas simultaneamente, para a obtenção da vazão e do diâmetro, utiliza-se da seguinte equação: .
EXEMPLO 2: Usando o método preconizado pela ABNT, dimensione a rede predial do exemplo 1.
	Trecho
	Peso
	Peso acumulado
	DN (mm)
	K-J
	0,5
	0,5
	20
	J-I
	0,5
	1,0
	20
	I-H
	0,5
	1,5
	20
	H-G
	0,5
	2,0
	25
	G-F
	0,5
	2,5
	25
	F-E
	0,5
	3,0
	25
	E-D
	0,5
	3,5
	25
	D-C
	0,5
	4,0
	25
	C-B
	0,5
	4,5
	25
	B-A
	0,5
	5,0
	25
EXEMPLO 3: Na Figura 2, dimensionar os trechos da instalação predial de água fria e determinar a altura do reservatório. 
FIGURA 2 – Instalação predial.
Dimensionamento das tubulações da instalação, partindo do reservatório: 
- Trecho AB (barrilete): Neste trecho a vazão é igual à soma de todas as vazões das peças de utilização na instalação. Sendo assim, o diâmetro mínimo necessário, será aquele correspondente à soma total dos pesos das peças da instalação, ou seja: 
	Peça de utilização
	Peso
	1 válvula de descarga
	40,0
	1 bidê
	0,1
	1 torneira de lavatório
	0,5
	1 chuveiro
	0,5
	1 torneira de pia de cozinha 
	0,7
	1 torneira tanque de lavar
	1,0
	Soma total pesos
	42,8
Na Figura 7 a soma total dos pesos de 42,8 que corresponde ao diâmetro nominal (DN) de 40 mm
- Linha soldável DE 50 mm e espessura de 3,0 mm (Tabelas 3 e 4), portanto DI = 44 mm
- Linha roscável DE 48 mm e espessura de 4,4 mm (Tabelas 3 e 4), portanto DI = 39,2 mm. 
- Trecho BC (coluna): Observando o desenho da instalação, pode-se perceber que a vazão que escoa na coluna, é a mesma que a do barrilete (cálculo anterior), portanto, o diâmetro nominal da coluna será de 40 mm. 
- Trecho CD (ramal de alimentação do bidê, lavatório, chuveiro, pia e tanque): A soma dos pesos das peças que são alimentadas por esse ramal é de 2,8 que correspondente ao diâmetro nominal de 25 mm: 
- Linha soldável DE 32 mm e espessura de 2,1 mm (Tabelas 3 e 4), portanto DI = 27,8 mm
- Linha roscável DE 33,2 mm e espessura de 3,5 mm (Tabelas 3 e 4), portanto DI = 26,2 mm. 
- Sub-Ramais
 Válvula de descarga: O peso para válvula é de 40,0 que corresponde ao diâmetro nominal (DN) de 40 mm
- Linha soldável DE 50 mm e espessura de 3,0 mm (Tabelas 3 e 4), portanto DI = 44 mm
- Linha roscável DE 48 mm e espessura de 4,4 mm (Tabelas 3 e 4), portanto DI = 39,2 mm. 
 Bidê, lavatório, chuveiro, pia de cozinha e tanque: Será feito duas análises, ou seja:
1ª Análise - Cada peça funcionando individualmente: neste caso que corresponde o valor do peso individual de cada peça não ultrapassa ao valor de 1,9 (maior peso para que se obtenha o diâmetro de 20 mm). Assim, os diâmetros mínimos para esses sub-ramais deverão ser de DN 20 mm, ou seja: 
- Linha soldável DE 25 mm e espessura de 1,7 mm (Tabelas 3 e 4), portanto DI = 21,6 mm
- Linha roscável DE 26,5 mm e espessura de 2,9 mm (Tabelas 3 e 4), portanto DI = 20,7 mm. 
2ª Análise – O tanque, a pia de cozinha e o chuveiro irão funcionar simultaneamente, ou seja:
- Trecho GH (tanque) o peso é de 1,0 que corresponde ao DN 20 mm;
- Trecho FG (tanque e pia de cozinha) o peso é de 1,7 que corresponde ao DN 20 mm;
- Trecho DF (tanque, pia de cozinha e chuveiro) o peso é de 2,2 que corresponde ao DN 25 mm;
- Nos trechos de alimentação do chuveiro, bidê e lavatório o valor do peso individual de cada peça não ultrapassa ao valor de 1,9 (maior peso para que se obtenha o diâmetro de 20 mm), portanto DN 20 mm
No cálculo da altura do reservatório será considerado o tubo soldável, ficando como exercício o tubo roscável, e as peças que poderão funcionar simultaneamente serão: tanque, pia de cozinha, chuveiro e vaso sanitário. A perda de carga será obtida pela equação de Flamant, que para tubo de PVC é dada por: 
1ª Tentativa
	trecho
	DN
	D
	Q
(L.s-1)
	L
	Leq
	Lt
	hf
(mca)
	cota
	CP
	Pressão
	
	
	
	
	
	
	
	
	montante
	jusante
	montante
	jusante
	montante
	jusante
	min
	Max
	
	(mm)
	
	(m)
	
	(m)
	(m)
	(mca)
	G-H
	20
	21,6
	0,30
	1,5
	13,8
	15,3
	0,70
	0,6
	1,1
	2,30
	1,60
	1,70
	0,5
	0,5
	40,0
	G-Pia
	20
	21,6
	0,25
	0,5
	12,6
	13,1
	0,44
	0,6
	1,1
	2,30
	1,87
	1,70
	0,77
	0,5
	40,0
	F-G
	20
	21,6
	0,55
	2,0
	3,6
	5,6
	0,74
	0,6
	0,6
	3,05
	2,30
	2,45
	1,70
	
	
	F-ch
	20
	21,6
	0,20
	1,9
	12,6
	14,5
	0,33
	0,6
	2,0
	3,05
	2,72
	2,45
	0,72
	2,0
	40,0
1ª Tentativa
	trecho
	DN
	D
	Q
(L.s-1)
	L
	Leq
	Lt
	hf
(mca)
	cota
	CP
	Pressão
	
	
	
	
	
	
	
	
	montante
	jusante
	montante
	jusante
	montante
	jusante
	min
	Max
	
	(mm)
	
	(m)
	
	(m)
	(m)
	(mca)
	G-H
	20
	21,6
	0,30
	1,5
	13,8
	15,3
	0,70
	0,6
	1,1
	3,58
	2,88
	2,98
	1,78
	0,5
	40,0
	G-Pia
	20
	21,6
	0,25
	0,5
	12,6
	13,1
	0,44
	0,6
	1,1
	3,58
	3,15
	2,98
	2,05
	0,5
	40,0
	F-G
	20
	21,6
	0,55
	2,0
	3,6
	5,6
	0,74
	0,6
	0,6
	4,33
	3,58
	3,73
	2,98
	
	
	F-ch
	20
	21,6
	0,20
	1,9
	12,6
	14,5
	0,33
	0,6
	2,0
	4,33
	4,00
	3,73
	2,00
	2,0
	40,0
	E-F
	25
	27,8
	0,75
	1,0
	4,5
	5,5
	0,38
	0,6
	0,6
	4,70
	4,33
	4,10
	3,73
	
	
	E-lv
	20
	21,6
	0,30
	0,5
	1,5
	2,0
	0,09
	0,6
	1,1
	4,70
	4,61
	4,10
	3,51
	0,5
	
	D-E
	25
	27,8
	0,75
	0,6
	3,1
	3,7
	0,25
	0,6
	0,6
	4,96
	4,70
	4,36
	4,10
	
	
	D-bi
	20
	21,6
	0,10
	0,5
	14,0
	14,5
	0,10
	0,6
	0,1
	4,96
	4,86
	4,36
	4,76
	0,5
	
	C-D
	25
	21,6
	0,75
	2,1
	3,0
	5,1
	1,16
	1,6
	0,6
	6,12
	4,96
	4,52
	4,36
	
	
	C-vs
	40
	44,0
	1,90
	1,5
	11,4
	12,9
	0,51
	1,6
	0,1
	6,12
	5,61
	4,52
	5,51
	1,5
	15,0
	A-C
	40
	44,0
	2,65
	3,2
	17,8
	21,0
	1,49
	3,1
	1,6
	7,61
	6,12
	4,51
	4,52
	
	
Portanto, o NA no reservatório deverá estar a uma altura de 4,51 m, tomada como referência o piso do banheiro.
.
1
3. Agora é com você. 
1. Faça o dimensionamento da instalação predial de água fria indicada na figura 1. Faça os cálculos de forma que os parâmetros apontados na tabela sejam preenchidos.
Considerações:
· Faça o dimensionamento somente dos trechos (ramais/colunas) já numerados.
· Faça o dimensionamento somente das instalações do banheiro 1 (BWC 1), e considere que o banheiro 2 (BWC 2) é idêntico ao 1.
· Considere somente as perdas de carga distribuídas.
· Tubulações de PVC.
· Considere a aproximação: Diâmetro nominal = Diâmetro interno.
	Trecho
	L (m)
	Peso
	Vazão (l/s)
	Vazão (m³/s)
	Diâmetro (mm)
	Área (m²)
	Velocidade (m/s)
	Perda carga unitária (m/m)
	Perda carga total (m)
	1
	0,8
	
	
	
	
	
	
	
	
	2
	1,0
	
	
	
	
	
	
	
	
	3
	1,2
	
	
	
	
	
	
	
	
	4
	0,8
	
	
	
	
	
	
	
	
	5
	2,3
	
	
	
	
	
	
	
	
	62,3
	
	
	
	
	
	
	
	
Figura 1. 
3.3 Apresentação dos resultados
Os resultados devem ser apresentados em forma de Relatório contendo as seguintes informações:
a) Capa com Nome, disciplina, período, curso e instituição, professor.
b) Explicar, passo a passo o que foi feito, mostrando todos os cálculos.
c) Conclusão demonstrando a importância da atividade em sua vida profissional.
OBS: SERA DISPONIBILIZADO UMA PLANILHA EM EXCEL PARA OS CALCULOS
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