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Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
Filipe Patrício Baptista
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Civil
Júri
Presidente: Prof. Augusto Martins Gomes
Orientadores: Prof. Maria Cristina de Oliveira Matos Silva
Prof. Albano Luís Neves e Sousa
Vogal: Prof. Maria da Glória Almeida Gomes
Maio 2011
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
I
Resumo
O presente trabalho consiste na elaboração do estado da arte dos sistemas prediais de
abastecimento de água fria. Neste sentido, procede-se a um estudo sobre os sistemas de
abastecimento de água para consumo e também para combate a incêndio, tendo sempre por
base a legislação vigente.
Para além da forma de como são executados os sistemas, nomeadamente o seu traçado e
dimensionamento, importa igualmente conhecer os materiais e os elementos que o constituem.
Neste sentido são analisados os vários tipos de tubagem existentes, bem como os dispositivos
utilizados. Importa ainda referir que existem sistemas de abastecimento que necessitam de
uma abordagem mais complexa, na medida em que as condições de pressão que os
caracterizam não satisfazem as necessidades da rede. Nestes casos é necessário considerar-
se a utilização de sistemas de bombagem. Assim sendo, na presente dissertação são
abordadas as várias soluções de bombagem existentes, bem como os reservatórios que lhes
podem estar subjacentes.
A sustentabilidade é um tema bastante contemporâneo, que tem vindo a ser discutido nos mais
variados quadrantes. Neste sentido acha-se importante fazer uma referência à sustentabilidade
relacionada com os sistemas de abastecimento de água fria. Nesta obra são abordadas, para
além das técnicas e dispositivos que permitem um uso mais controlado de água, as políticas de
consciencialização que podem ser equacionadas.
A compreensão das componentes teóricas abordadas é completada com a análise de três
edifícios de usos distintos, permitindo igualmente encontrar diferenças existentes. É também
estudada a aplicação dos sistemas em obra, uma vez que é essencial fazer uma abordagem
mais concreta destes meios de abastecimento de água. Neste sentido são referidas, para além
da etapa inicial de execução, as fases de reabilitação e de alteração das redes, que podem
surgir ao longo da vida útil dos referidos sistemas. É igualmente feito um estado relativo às
patologias associadas às redes de abastecimento de água fria.
Palavras-chave: instalações prediais, redes de abastecimento de água para consumo, redes
de abastecimento de água para combate a incêndio, traçado, dimensionamento,
sustentabilidade.
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
II
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
III
Abstract
The general purpose of this work consisted in determining the state of the art of building
systems for cold water supply. Thus, a study will be done about the systems of water supply for
drinking and for fire fighting, always based on current legislation.
In addition to the way systems are executed, especially in its design and sizing, there is a need
to know the materials and the elements of these systems. In this way some different existing
pipes are analyzed, as well as the devices used. Furthermore, there are some supplying
systems that require a more complex approach, because the pressure conditions don’t
guarantee the needs for water supply. In these cases pumping systems have to be considered.
Therefore, in this dissertation will be mentioned the existing pumping solutions and the way
water tanks are connected to them.
Sustainability is a very contemporary topic which has been discussed several times. Therefore,
is important to make reference to sustainability-related systems of cold water supply. In this
document, one discussed techniques and devices that allow a more controlled use of water,
and awareness policies that can be adopted.
The comprehension of the theoretical topics discussed, is supplemented with analysis of three
buildings of different uses. One also investigates the systems application, in order to provide a
more reliable approach of these water supply means. Following these sense, beyond the initial
stage of execution, one indicates the rehabilitation stage and the subsequently system
modification which may happen during the lifetime of such systems. Is also made a study of the
pathologies associated with the supply of cold water.
Keywords: installations inside buildings, drinking water supply, fire fighting water supply, plan,
sizing, sustainability.
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
IV
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
V
Agradecimentos
Neste projecto pessoal aqui apresentado tive sempre à disposição um conjunto alargado de
pessoas que me apoiaram e me mostraram o melhor caminho para descobrir a motivação
desejada. Foram tantas as pessoas que durante este percurso me ajudaram, que seria
impossível enumerá-las a todas. A quem eu não referir, peço as minhas mais sinceras
desculpas, pois, apesar de saber o que fizeram por mim, não consegui referir o seu nome na
altura da realização deste pequeno texto. Assim sendo, gostaria de deixar umas palavras de
agradecimento às seguintes pessoas.
À Professora Cristina Matos Silva agradeço pela disponibilidade e orientação demonstrada ao
longo da realização deste trabalho, bem como à motivação que me transmitiu.
Ao Professor Armando Silva Afonso que, apesar de não ter qualquer “obrigação” para me
ajudar na realização desta dissertação, se mostrou sempre disponível e me esclareceu
inúmeras questões. A sua constante disponibilidade e atenção foram uma grande ajuda e um
grande estímulo para a realização deste trabalho. Ao Professor, o meu muito obrigado!
Um especial agradecimento ao Eng. António Silva que se mostrou sempre muito prestável,
colocando-se ao dispor para me fornecer qualquer informação, sem que me fossem colocadas
quaisquer contrapartidas. As informações transmitidas pelo Engenheiro foram essenciais para
a evolução deste trabalho.
Ao meu pai e à minha mãe que sempre me deram apoio e a motivação necessária para que,
nas fases mais complicadas, não houvesse qualquer tipo de perda de entusiasmo, de
motivação. A eles, que foram o meu grande suporte para a realização deste curso, que culmina
na realização desta dissertação, agradeço e dedico este trabalho.
Aos meus irmãos que sempre me apoiaram e motivaram, mas, principalmente, sempre
perceberam qual era o tempo de trabalhar e de brincar, não me incentivando a ir para a “festa”
na altura em que era necessário desenvolver o trabalho. A eles, pelo constante encorajamento,
agradeço a realização deste trabalho. Nuno e André, obrigado!
Aos restantes membros da família o meu muito obrigado pelas palavras de incentivo que
sempre mostraram e pela disponibilidade que sempre colocaram.
A todos os meus amigos, que sempre estiveram comigo nas horas de maior aperto e que
sempre foram a chave para abrir a porta do sucesso, o meu muito obrigado!
Um especial agradecimento ao Barreta, ao Nuno, ao Gaspar, ao Augusto, ao Pedro, ao Rino e
ao Bob, que, para além do companheirismo que demonstraram, estiveram sempre disponíveis
para ajudar. A sua amizade e ajuda foram um tónico que me permitiu terminar este projecto.
Sem eles seria bastante mais difícil, por isso e por tudo mais, o meu muito obrigado, rapazes!
Por fim, um agradecimento especial à Xi que foi a pessoa que sempre esteve ao meu lado, que
mais vezes ouviu os meus lamentos e que soube sempre ter aquela palavra que me dava novo
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
VI
alento. A ela, pela atenção, carinho, incentivo, amizade, amor, enfim, por tudo o que é
necessário para se conseguir chegar a um objectivo, o meu “muito obrigado especial”!
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
VII
Simbologia
Símbolo Grandeza Unidades
a Factor de segurança das bombas m
Ao Área de operação do sprinkler m
2
As Área que o sprinkler deve cobrir m
2
b Factor caracterizador da rugosidade do material Adimensional
Cg
Coeficiente que depende da geometria da
singularidade
Adimensional
Cm Coeficiente característico do material da tubagem m
1/3
/s
Cp Coeficiente característico do aglomerado populacional Adimensional
Cs Coeficiente de simultaneidade Adimensional
d Densidade da descarga do sprinkler m/s
D Diâmetro da tubagem mm
Di Diâmetro interior da tubagem mm
DN Diâmetro Nominal da tubagem mm
g Aceleração da gravidade m/s
2
H Altura manométrica m.c.a.
Ha Altura manométrica de aspiração m
Ha,máx Altura máxima de aspiração m
Hc Altura manométrica de compressão m
Ht Altura manométrica total m
J Perda de carga contínua m.c.a./m
Ja Perda de carga da tubagem de aspiração m
Jc Perda de carga da tubagem de compressão m
Jt Perda de carga total de cada troço m.c.a.
K Coeficiente de descarga %
Keq Coeficiente de descarga equivalente %
Leq Comprimento equivalente m
Lhor Comprimento horizontal m
Lreal Comprimento real m
Ltotal Comprimento total m
Lvert Comprimento vertical m
nb
Número de bocas-de-incêndio a funcionar em
simultâneo
Adimensional
nd Número de dispositivos instalados Adimensional
nd,mod
Número de dispositivos em cada troço - Método
Modificado
Adimensional
ndi Número de dispositivos com caudal Qi Adimensional
np Número de pisos acima do solo Adimensional
NPSH Factor de capacidade de aspiração m
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
VIII
Símbolo Grandeza Unidades
ns Número de sprinklers em cada sub-ramal Adimensional
P Altura piezométrica m.c.a.
p Pressão num determinado ponto Pa
patm Pressão atmosférica Pa
Pb Potência da bomba W
pm,máx Pressão manométrica máxima m.c.a.
pm,mín Pressão manométrica mínima m.c.a.
pmáx Pressão máxima Pa
pmin Pressão mínima Pa
pv/γ Altura equivalente da tensão de vapor do líquido m
Q3/8 Caudal da torneira de 3/8 de diâmetro l/s
Qa Caudal acumulado l/s
Qb Caudal bombeado l/s
Qd Caudal de dimensionamento l/s
Qdma Caudal diário médio anual m
3
Qi Caudal no dispositivo i l/s
Qinst Caudal instantâneo l/s
Qp Caudal permanente l/s
Qref Caudal de referência l/s
S Espaçamento entre sprinklers no sub-ramal m
v Velocidade de escoamento m/s
V Volume m
3
Vágua Volume de água m
3
Vmáx Volume máximo m
3
Vmín Volume mínimo m
3
Vt Volume total m
3
xi Peso do dispositivo i Adimensional
z Cota de um determinado ponto m
za Cota de aspiração m
zc Cota de compressão m
α, β Parâmetros característicos do material da tubagem Adimensional
γ Peso volúmico do líquido N/m
3
Δh Perda de carga provocada pela variação de cota m.c.a.
ΔH Perda de carga singular m.c.a.
ΔHt Perda de carga total m.c.a.
η Rendimento da bomba Adimensional
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
IX
Abreviaturas
Abreviatura Designação
ANPC Autoridade Nacional de Protecção Civil
ANQIP Associação Nacional para a Qualidade das Instalações Prediais
CEN Comité Europeu de Normalização
CTSB Centre Scientifique et Technique du Bâtiment
EN Norma Europeia
EPAL Empresa Portuguesa das Águas Livres
INAG Instituto da Água
ISP Instituto de Seguros de Portugal
LNEC Laboratório Nacional de Engenharia Civil
NP Norma Portuguesa
PB Polibutileno
PE Polietileno
PEAD Polietileno de Alta Densidade
PEBD Polietileno de Baixa Densidade
PEMD Polietileno de Média Densidade
PEX Polietileno Reticulado
PP Polipropileno
PP-B Polipropileno em Bloco
PP-R Polipropileno Random
PVC Policloreto de Vinilo
PVC-C ou
C-PVC
Policloreto de Vinilo Clorado
RGSPPDADAR
Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de
Água e de Drenagem de Águas Residuais
RIA Rede de Incêndio Armada
RJSCIE Regime Jurídico de Segurança Contra Incêndios em Edifícios
RTSCIE Regulamento Técnico de Segurança Contra Incêndios em Edifícios
SMAS Serviços Municipalizados de Água e Saneamento
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
X
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
XI
Índice de Matérias
Resumo....................................................................................................................................... I
Abstract..................................................................................................................................... III
Agradecimentos.........................................................................................................................V
Simbologia ...............................................................................................................................VII
Abreviaturas..............................................................................................................................IX
Índice de Matérias ....................................................................................................................XI
Índice de Figuras .................................................................................................................. XVII
Índice de Tabelas .................................................................................................................. XXI
1. Introdução .............................................................................................................................. 1
1.1. Enquadramento geral ......................................................................................................... 1
1.2. Objectivos e metodologia ................................................................................................... 2
1.3. Organização do documento................................................................................................ 2
2. A utilização de água............................................................................................................... 5
2.1. Introdução........................................................................................................................... 5
2.2. Necessidades de consumo................................................................................................. 5
2.2.1. Redes de abastecimento de água para consumo humano ......................................... 5
2.2.2. Redes de abastecimento de água para combate a incêndios..................................... 6
2.3. Qualidade............................................................................................................................ 7
2.4. Legislação........................................................................................................................... 7
2.5. Abastecimento em Portugal................................................................................................ 8
3. Sistemas de abastecimento de água para consumo............................................................. 9
3.1. Introdução........................................................................................................................... 9
3.2. Traçado da rede ................................................................................................................. 9
3.2.1. Legislação e normas.................................................................................................. 10
3.2.2. Opções de traçado..................................................................................................... 10
3.2.3. Simbologia ................................................................................................................. 12
3.2.4. Peças desenhadas..................................................................................................... 12
3.3. Dimensionamento da rede................................................................................................ 13
3.3.1. Legislação e normas.................................................................................................. 14
3.3.2. Método proposto pelo Regulamento Nacional........................................................... 14
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
XII
3.3.2.1. Cálculo dos caudais de dimensionamento.......................................................... 15
3.3.2.2. Estimativa do diâmetro mínimo da tubagem....................................................... 25
3.3.2.3. Verificação das pressões .................................................................................... 26
3.3.2.4. Determinação das perdas de carga .................................................................... 28
3.3.3. Método proposto pela Norma Europeia..................................................................... 31
3.3.3.1. Cálculo dos caudais de dimensionamento.......................................................... 32
3.3.3.2. Estimativa do diâmetro mínimo da tubagem....................................................... 33
3.3.3.3. Limites e restrições impostos .............................................................................. 33
3.3.4. Peças escritas............................................................................................................ 33
3.4. Ligação ao sistema público .............................................................................................. 34
3.5. Reservatórios.................................................................................................................... 36
3.5.1. Reservatório com função de regularização ............................................................... 38
3.5.1.1. Necessidades de regularização .......................................................................... 38
3.5.1.2. Necessidades para reserva de emergência........................................................ 38
3.5.2. Reservatório com função de distribuição................................................................... 38
4. Sistemas de abastecimento de água para combate a incêndio .......................................... 41
4.1. Introdução......................................................................................................................... 41
4.2. Traçado e dimensionamento da rede............................................................................... 41
4.2.1. Legislação e normas.................................................................................................. 42
4.2.1.1. Classes de risco .................................................................................................. 42
4.2.1.2. Categorias de risco.............................................................................................. 43
4.2.2. Meios manuais de combate a incêndio...................................................................... 44
4.2.2.1. Coluna seca......................................................................................................... 44
4.2.2.2. Coluna húmida .................................................................................................... 48
4.2.2.3. Redes de incêndio armadas................................................................................ 49
4.2.3. Meios automáticos de combate a incêndio................................................................ 51
4.2.3.1. Sprinklers............................................................................................................. 52
4.2.3.2. Cortinas de água ................................................................................................. 59
4.2.4. Utilização dos meios de combate .............................................................................. 61
4.3. Reservatórios.................................................................................................................... 61
4.4. Ligação ao sistema público .............................................................................................. 62
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
XIII
5. Materiais e outros elementos utilizados nas redes.............................................................. 63
5.1. Introdução......................................................................................................................... 63
5.2. Materiais ........................................................................................................................... 64
5.2.1. Polietileno (PE) .......................................................................................................... 70
5.2.1.1. Constituição e características ............................................................................. 70
5.2.1.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 71
5.2.1.3. Dimensões........................................................................................................... 71
5.2.1.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 72
5.2.2. Polietileno reticulado (PEX) ....................................................................................... 72
5.2.2.1. Constituição e características ............................................................................. 73
5.2.2.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 73
5.2.2.3. Dimensões........................................................................................................... 74
5.2.2.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 74
5.2.3. Policloreto de vinilo (PVC) ......................................................................................... 74
5.2.3.1. Constituição e características ............................................................................. 75
5.2.3.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 75
5.2.3.3. Dimensões........................................................................................................... 75
5.2.3.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 76
5.2.4. Policloreto de vinilo clorado (PVC-C ou C-PVC) ....................................................... 76
5.2.4.1. Constituição e características ............................................................................. 77
5.2.4.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 77
5.2.4.3. Dimensões........................................................................................................... 77
5.2.4.4. Acessórios ........................................................................................................... 78
5.2.5. Polipropileno (PP) ...................................................................................................... 78
5.2.5.1. Constituição e características ............................................................................. 79
5.2.5.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 79
5.2.5.3. Dimensões........................................................................................................... 79
5.2.5.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 79
5.2.6. Cobre ......................................................................................................................... 80
5.2.6.1. Constituição e características ............................................................................. 80
5.2.6.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 81
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
XIV
5.2.6.3. Dimensões........................................................................................................... 81
5.2.6.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 81
5.2.7. Aço ............................................................................................................................. 82
5.2.7.1. Constituição e características ............................................................................. 83
5.2.7.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 83
5.2.7.3. Dimensões........................................................................................................... 83
5.2.7.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 83
5.2.8. Aço inox ..................................................................................................................... 84
5.2.8.1. Constituição e características ............................................................................. 84
5.2.8.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 85
5.2.8.3. Dimensões........................................................................................................... 86
5.2.8.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 86
5.2.9. Aço galvanizado......................................................................................................... 86
5.2.9.1. Constituição e características ............................................................................. 87
5.2.9.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 87
5.2.9.3. Dimensões........................................................................................................... 87
5.2.9.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 88
5.2.10. Multicamada............................................................................................................. 88
5.2.10.1. Constituição e características ........................................................................... 88
5.2.10.2. Aspectos construtivos ....................................................................................... 89
5.2.10.3. Dimensões......................................................................................................... 90
5.2.10.4. Ligações e outros acessórios............................................................................ 90
5.3. Dispositivos....................................................................................................................... 90
5.3.1. Sistemas de abastecimento de água para consumo................................................. 90
5.3.1.1. Contadores .......................................................................................................... 90
5.3.1.2.Torneiras .............................................................................................................. 93
5.3.1.3. Fluxómetros......................................................................................................... 94
5.3.1.4. Válvulas ............................................................................................................... 95
5.3.2. Sistemas de abastecimento de água para combate a incêndios .............................. 96
5.3.2.1. Sprinklers............................................................................................................. 96
5.3.2.2. Bocas-de-incêndio interiores............................................................................... 98
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
XV
5.3.2.3. Bocas-de-incêndio exteriores.............................................................................. 99
5.3.2.4. Marcos de incêndio ........................................................................................... 100
5.3.2.5. Bocas de alimentação ....................................................................................... 101
5.3.3. Dispositivos de sustentabilidade.............................................................................. 101
5.3.3.1. Autoclismos ....................................................................................................... 102
5.3.3.2. Bacias de retrete e urinóis................................................................................. 102
5.3.3.3. Chuveiros e torneiras ........................................................................................ 104
5.3.3.4. Mangueiras de lavagem e sistemas de rega .................................................... 105
5.4. Sistemas de bombagem................................................................................................. 105
5.4.1. Dimensionamento do sistema de bombagem ......................................................... 107
5.4.2. Rede de abastecimento de água ............................................................................. 109
5.4.2.1. Sobrepressão ou elevação por bombagem directa .......................................... 110
5.4.2.2. Sobrepressão ou elevação para um reservatório no topo do edifício............... 111
5.4.2.3. Sistema hidropneumático.................................................................................. 111
5.4.3. Rede de combate a incêndio ................................................................................... 114
6. Execução e manutenção dos sistemas em obra ............................................................... 117
6.1. Introdução....................................................................................................................... 117
6.2. Condições de recepção e verificação da conformidade em obra .................................. 117
6.2.1. Transporte................................................................................................................ 118
6.2.2. Armazenamento....................................................................................................... 119
6.2.3. Verificação da conformidade do sistema................................................................. 120
6.3. Execução ........................................................................................................................ 121
6.4. Patologias ....................................................................................................................... 121
6.5. Reabilitação .................................................................................................................... 124
6.6. Alteração das redes........................................................................................................ 125
7. Sustentabilidade nos sistemas de abastecimento de água............................................... 127
7.1. Introdução....................................................................................................................... 127
7.2. Aproveitamento de águas pluviais.................................................................................. 129
7.2.1. Precipitação ............................................................................................................. 129
7.2.2. Sistemas de aproveitamento de águas pluviais ...................................................... 129
7.3. Aproveitamento de águas residuais ............................................................................... 131
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
XVI
7.3.1. Qualidade das águas residuais................................................................................ 131
7.3.2. Sistemas de aproveitamento de águas residuais .................................................... 132
7.4. Diminuição dos gastos na reutilização de águas ........................................................... 133
8. Casos de estudo ................................................................................................................ 137
8.1. Introdução....................................................................................................................... 137
8.2. Edifício de uso misto – Seixal......................................................................................... 137
8.2.1. Rede de abastecimento de água para consumo ..................................................... 138
8.2.1.1. Traçado ............................................................................................................. 138
8.2.1.2. Dimensionamento.............................................................................................. 139
8.2.2. Rede de abastecimento de água para combate a incêndio .................................... 141
8.2.2.1. Traçado ............................................................................................................. 141
8.2.2.2. Dimensionamento.............................................................................................. 142
8.3. Edifício de armazém – Seixal ......................................................................................... 143
8.3.1. Rede de abastecimento de água para consumo ..................................................... 143
8.3.1.1. Traçado ............................................................................................................. 143
8.3.2. Rede de abastecimento de água para combate a incêndio .................................... 144
8.3.2.1. Traçado ............................................................................................................. 144
8.4. Escola Secundária Josefa de Óbidos – Lisboa.............................................................. 145
8.4.1. Rede de abastecimento de água para consumo ..................................................... 145
8.4.1.1. Traçado ............................................................................................................. 146
8.4.2. Rede de abastecimento de água para combate a incêndio .................................... 147
8.4.2.1. Traçado ............................................................................................................. 148
9. Conclusões e trabalhos futuros ......................................................................................... 149
9.1. Conclusões ..................................................................................................................... 149
9.2. Trabalhos futuros............................................................................................................ 154
Bibliografia ............................................................................................................................. 157
Anexos................................................................................................................................... 165
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
XVII
Índice de Figuras
Figura 3.1 - Dimensionamento da rede de abastecimento de água fria para consumo............. 13
Figura 3.2 - Determinação do diâmetro da tubagem .................................................................. 15
Figura 3.3 - Relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento (caudais
elevados) [3;17]........................................................................................................................... 18
Figura 3.4 - Relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento (caudais
médios) [3;17].............................................................................................................................. 19
Figura 3.5 - Relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento (caudais
reduzidos) [3;17].......................................................................................................................... 19
Figura 3.6 - Diâmetros interiores mínimos em função do coeficiente total [17].......................... 22
Figura 3.7 - Coeficiente de simultaneidade [17].......................................................................... 22
Figura 3.8 - Ligação entre o sistema público e os dispositivos de utilização ............................. 35
Figura 3.9 - Alimentação directa com elemento sobrepressor (adaptado de [17])..................... 36
Figura 3.10 - Alimentação indirecta com reservatório na base e com elemento elevatório
(adaptado de [17]) ....................................................................................................................... 36
Figura 4.1 - Meios de combate a incêndio .................................................................................. 41
Figura 4.2 - Coluna seca (adaptado de [17]) .............................................................................. 45
Figura 4.3 - Dimensionamento de uma coluna seca................................................................... 46
Figura 4.4 - Coluna húmida (adaptado de [17]) .......................................................................... 49
Figura 4.5 – RIA (adaptado de [17])............................................................................................ 50
Figura 4.6 - Sprinkler e tubagem de abastecimento ................................................................... 52
Figura 4.7 - Sistema de extinção automático (adaptado de [13]) ............................................... 52
Figura 4.8 - Afastamento de sprinklers (adaptado de [19])......................................................... 54
Figura 4.9 - Alimentação dos sprinklers (adaptado de [11]) ....................................................... 55
Figura 4.10 - Lança de pulverização [I3]..................................................................................... 59
Figura 4.11 - Sistema de cortinas de água para protecção de depósitos [I60] .......................... 60
Figura 5.1 - Varas de tubagem de PEAD [I37]............................................................................ 70
Figura 5.2 - Soldadura topo-a-topo de um tubo de PEAD [I48].................................................. 72
Figura 5.3 - Tubagem PEX.......................................................................................................... 72
Figura 5.4 - Bainha para a tubagem em PEX ............................................................................. 73
Figura 5.5 - Caixa de derivação .................................................................................................. 74
Figura 5.6 - Tubo de PVC alargado na extremidade [I48] .......................................................... 76
Figura 5.7 - Joelho em PVC [I37]................................................................................................ 76
Figura 5.8 - Tubagens de PVC-C [I58]........................................................................................ 77
Figura 5.9 – Tê em PVC-C [I37].................................................................................................. 78
Figura 5.10 - Tubagem em PP [I48]............................................................................................ 79
Figura 5.11 – Curva de 90º em PP [I48] ..................................................................................... 79
Figura 5.12 - Tubagens de cobre [I40]........................................................................................ 80
Figura 5.13 - Aparelho utilizado nas dobragens das tubagens [I47]........................................... 81
Figura 5.14 - Soldadura de uma tubagem de cobre [I53] ........................................................... 82
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
XVIII
Figura 5.15 - Tubagens de aço [I32] ........................................................................................... 82
Figura 5.16 - Acessórios utilizados nas tubagens de aço [I49]................................................... 83
Figura 5.17 - Tubagens em aço inox [I39] .................................................................................. 84
Figura 5.18 - Abraçadeira [I38].................................................................................................... 85
Figura 5.19 - Tê em aço inox [I42] .............................................................................................. 86
Figura 5.20 - Corrosão numa peça de aço inox [28]................................................................... 86
Figura 5.21 - Tubagens de aço galvanizado [I35]....................................................................... 87
Figura 5.22 – Acessórios em aço galvanizado [I46] ................................................................... 88
Figura 5.23 - Acessórios e tubagens em multicamada [I38]....................................................... 88
Figura 5.24 - Tubagem em multicamada [I38] ............................................................................ 89
Figura 5.25 - Instalação da bateria de contadores [M3] ............................................................. 91
Figura 5.26 - Instalação individual de contadores [M3] .............................................................. 91
Figura 5.27 - Instalação de contadores....................................................................................... 92
Figura 5.28 - Esquema de fluxómetro (adaptado de [17]) .......................................................... 94
Figura 5.29 - Sprinkler de termofusível [I2] ................................................................................. 97
Figura 5.30 - Sprinkler de ampola [I51]....................................................................................... 97
Figura 5.31 - Boca-de-incêndio armada do tipo carretel [I43]..................................................... 98
Figura 5.32 - Boca-de-incêndio armada do tipo teatro [I43] ....................................................... 98
Figura 5.33 - Boca-de-incêndio não-armada instalada à vista ................................................... 99
Figura 5.34 - Boca-de-incêndio exterior.................................................................................... 100
Figura 5.35 – Marcos de incêndio (a, b, c)................................................................................ 100
Figura 5.36 - Boca de alimentação ........................................................................................... 101
Figura 5.37 - Dispositivo de interrupção automática da descarga do autoclismo [M1] ............ 102
Figura 5.38 - Autoclismo de dupla descarga............................................................................. 102
Figura 5.39 - Sanita de incineração [M1] .................................................................................. 103
Figura 5.40 - Amplificador de velocidade de descarga [17]...................................................... 103
Figura 5.41 - Placa de infravermelhos para urinol [I41] ............................................................ 104
Figura 5.42 - Misturadora de lava-loiça com controlador de caudal ......................................... 104
Figura 5.43 - Torneira de fecho automático de infravermelhos [I41] ........................................ 104
Figura 5.44 - Dispositivo arejador (a) e pulverizador (b) [I45]................................................... 105
Figura 5.45 - Aparelho de controlo de caudal para mangueiras............................................... 105
Figura 5.46 - Dimensionamento do sistema de bombagem ..................................................... 107
Figura 5.47 - Cota de aspiração e cota de compressão (adaptado de [16]) ............................ 108
Figura 5.48 - Factor de capacidade de aspiração, NPSH [16] ................................................. 109
Figura 5.49 - Reservatório hidropneumático sem membrana (adaptado de 10]) ..................... 112
Figura 6.1 - Confinamento de tubagens [I52]............................................................................ 119
Figura 6.2 - Amarração de uma bobina de PEAD [I33] ............................................................ 119
Figura 6.3 - Armazenamento de tubagem com a utilização de cunhas [I59]............................ 120
Figura 6.4 - Corrosão numa tubagem metálica [I54]................................................................. 123
Figura 7.1 - Sistema de aproveitamento das águas pluviais (adaptada de [8])........................ 130
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
____________________________________________________________________________
XIX
Figura 7.2 - Sistema de aproveitamento das águas residuais (adaptada de [8]) ..................... 133
Figura 8.1 - Localização do edifício de uso misto (adaptado de [I63]) ..................................... 138
Figura 8.2 - Localização da caixa de derivação do T3 do piso 1.............................................. 139
Figura 8.3 - Carretel e torneira de serviço instalados no piso subterrâneo .............................. 142
Figura 8.4 - Localização do armazém (adaptado de [I63]) ....................................................... 143
Figura 8.5 - Edifício misto e armazém....................................................................................... 143
Figura 8.6 - Canalização horizontal que posteriormente irá abastecer o carretel .................... 144
Figura 8.7 - Planta da Escola Secundária Josefa de Óbidos (Adaptado de [I63]) ................... 145
Figura 8.8 – Pormenor da tubagem de água fria da cozinha [M9]............................................ 146
Figura 8.9 - Pormenor dos autoclismos de uma instalação sanitária [M9] ............................... 147
Figura 8.10 - Boca-de-incêndio do tipo carretel instalada na Escola Secundária Josefa de
Óbidos ....................................................................................................................................... 147
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
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XX
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
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XXI
Índice de Tabelas
Quadro 3.1 - Vantagens, desvantagens e limites impostos pela EN 806 e pelo RGSPPDADAR
[N12;N18] .................................................................................................................................... 14
Quadro 3.2 - Caudais instantâneos dos dispositivos da rede predial de abastecimento de água
fria [N12; adaptado de N18] ........................................................................................................ 16
Quadro 3.3 - Simultaneidade de fluxómetros [N12].................................................................... 20
Quadro 3.4 - Coeficiente de simultaneidade dos dispositivos da rede predial de abastecimento
de água fria [3]............................................................................................................................. 21
Quadro 3.5 - Simultaneidade de fluxómetros [3]......................................................................... 23
Quadro 3.6 - Peso dos dispositivos da rede predial de abastecimento de água fria [3]............. 24
Quadro 3.7 - Factor caracterizador da rugosidade do material [17] ........................................... 29
Quadro 3.8 - Coeficiente característico do aglomerado populacional [N12] .............................. 39
Quadro 4.1 - Parâmetros definidos no dimensionamento de sprinklers [N17] ........................... 55
Quadro 4.2 - Espaçamento entre sprinklers em função da utilização-tipo [19] .......................... 56
Quadro 4.3 - Espaçamento entre sprinklers em função da classe de risco [M5] ....................... 56
Quadro 4.4 - Dimensionamento dos ramais simples em instalações de risco ligeiro [M5]......... 57
Quadro 4.5 - Dimensionamento dos ramais simples em instalações de risco ordinário [M5] .... 57
Quadro 4.6 - Perdas de carga dos ramais principais em instalações de risco ordinário [M5].... 58
Quadro 4.7 - Coeficiente de descarga dos sprinklers [19].......................................................... 58
Quadro 4.8 - Coeficiente de descarga dos sprinklers em função do seu diâmetro [11]............. 58
Quadro 5.1 - Materiais utilizados nas tubagens de sistemas de abastecimento de água e de
combate a incêndio [6; 7; 9; 17; 20; 21; 22; 23; 25; 26; 27; 28].................................................. 65
Quadro 5.2 - Tipos de torneira [N12; I41; I44] ............................................................................ 93
Quadro 5.3 - Função e localização das válvulas utilizadas nos sistemas de abastecimento de
água [N12; I36; I44]..................................................................................................................... 95
Quadro 5.4 - Temperatura de accionamento dos sprinklers [13]................................................ 97
Quadro 5.5 - Altura equivalente da tensão do vapor do líquido [17]......................................... 109
Quadro 5.6 - Número de arranques por hora do grupo electrobomba [10] .............................. 113
Quadro 6.1 - Valores mínimos de pressão utilizados no ensaio de estanquidade (adaptado de
[N12; 17])................................................................................................................................... 121
Quadro 6.2 - Patologias, causas e efeitos dos sistemas de abastecimento de água e de
combate a incêndio (Adaptado de [15]) .................................................................................... 122
Quadro 6.3 - Defeitos nos elementos constituintes da rede e respectivas soluções (adaptado de
[15]) ........................................................................................................................................... 124
Quadro 7.1 - Consumos médios domésticos diários em edifícios em Portugal [l/hab] [17]...... 134
Quadro 7.2 - Perdas por fugas em torneiras e autoclismos [M4] ............................................. 135
Quadro 8.1 - Valores iniciais e propostos do coeficiente de simultaneidade para o troço F1 do
edifício misto [M8] ..................................................................................................................... 140
Quadro 8.2 - Valores iniciais e propostos dos diâmetros nominais para os troços F6.1 e F7.1 do
edifício misto [M8] ..................................................................................................................... 141
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
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XXII
Quadro 8.3 - Dimensionamento da rede de abastecimento de água para combate a incêndio
[M8]............................................................................................................................................ 142
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
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1
1.Introdução
1.1. Enquadramento geral
A água foi, desde sempre, um factor essencial no estabelecimento de vida em geral e do
Homem em particular. A importância deste líquido fez com que ao longo de milénios fosse
verificada uma evolução nas técnicas de transporte para consumo humano. Apesar desta
evolução, verificada ao longo dos anos de existência da raça humana, foi numa história mais
recente, principalmente no séc. XX, que se verificaram os grandes progressos nos sistemas de
fornecimento de água, devido à necessidade de responder ao aumento demográfico verificado
em todo o globo e ao surgimento de novos materiais, como por exemplo, os polímeros.
Também ao nível do projecto se notou uma grande evolução, devido à descoberta de novas
leis hidráulicas, que permitem optimizar as condições de abastecimento.
Outro aspecto que tem vindo a ser cada vez mais tido em conta na sociedade prende-se com o
conceito de qualidade. Esta exigência impulsionou igualmente a indústria das canalizações,
através da publicação de normas e também da necessidade de encontrar materiais com as
melhores características, que permitem aumentar a gama de escolhas dos projectistas. Este
último ponto veio agitar o mercado, levando a uma busca constante pelo material com
melhores características (qualidade, preço, entre outras) para as necessidades do projectista, o
que traz grandes vantagens para o utilizador.
O conceito de segurança, que tantas vezes aparece ligado à ideia de qualidade, assume
também uma grande importância na construção civil. Para além das exigências arquitectónicas
e estruturais, é tida especial atenção à possibilidade de ocorrência de incêndios. A água
assume um papel importantíssimo nesta temática, na medida em que é um dos melhores
agentes extintores. Neste sentido, os sistemas de combate a incêndio são essenciais em
qualquer projecto de construção civil.
Para além dos aspectos referidos nos parágrafos anteriores tem-se vindo igualmente a
observar uma melhoria nas técnicas de instalação das tubagens. Têm surgido novas técnicas
de execução dos projectos, como também de reabilitação de redes de abastecimento já
existentes. A diminuição e a capacidade de resolução das patologias associadas a este tipo de
redes são também pontos evolutivos que se têm verificado neste tipo de sistemas.
Paralelamente às melhorias de eficácia, de qualidade, de segurança, entre outras que
permitem a construção de um sistema de abastecimento mais completo, está a noção de
responsabilidade civil. Neste sentido é importante, na execução deste tipo de projectos, ter em
atenção as políticas de sustentabilidade que permitem, entre outras coisas, uma melhoria
financeira, mas principalmente uma protecção ambiental. É importante, para além de se
elaborarem projectos sustentáveis, mentalizar a população para esta temática, optimizando o
consumo de água, por forma a acautelar a escassez de água que poderá surgir no futuro. É
com base nestes pressupostos que têm vindo a ser criadas políticas de sustentabilidade,
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
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2
assentes no lançamento de novas regras técnicas e também de projectos que visam mentalizar
os consumidores para esta problemática.
De acordo com os parágrafos anteriores serão estudadas as diferentes soluções adoptadas
para a execução de sistemas de abastecimento de água fria para consumo e para combate a
incêndio, bem como os materiais utilizados e a sua aplicação em obra. Será igualmente
abordada a temática da sustentabilidade.
1.2. Objectivos e metodologia
A presente dissertação tem como principal objectivo investigar os factores fundamentais a ter
em conta na concepção dos sistemas de distribuição de água fria para consumo humano e
também para combate a incêndio.
Pretende-se analisar e expor as soluções possíveis para a construção das redes de
abastecimento de água fria, bem como abordar e discutir as opções fornecidas pelos vários
regulamentos vigentes, nacionais e internacionais. Este estudo tem por base uma recolha da
informação disponível, patente nas referências bibliográficas, bem como uma análise de
exemplos concretos de projectos de edifícios com usos variados.
A presente dissertação tem ainda o objectivo consciencializar o leitor para o tema da
sustentabilidade. Para tal são expostas as soluções existentes, recolhidas através de
bibliografia variada, e um estudo que permite compreender a importância desta questão.
1.3. Organização do documento
O presente documento está organizado em 7 capítulos informativos. É ainda composto por um
capítulo introdutório e um capítulo onde são abordadas todas as conclusões retiradas da
execução da dissertação.
No Capítulo 2 é feita uma abordagem à situação actual do consumo de água. Para tal são
analisadas as necessidades de consumo da população e também dos sistemas de combate a
incêndio. É igualmente feita uma abordagem relativamente à qualidade dos sistemas prediais
de abastecimento de água fria e também à documentação que legisla este tipo de sistemas.
Por forma a informar o leitor, são também abordadas as empresas responsáveis pelo
abastecimento de água das principais cidades do território nacional.
O Capítulo 3 está organizado em 5 partes distintas, que analisam as redes de abastecimento
de água fria para consumo humano. São mencionadas as opções legislativas e não legislativas
de traçado das redes e de dimensionamento. Na secção que aborda o dimensionamento serão
referidos os métodos que constam tanto na legislação nacional (RGSPPDADAR [N12]), como
na europeia (EN 806-3 [N18]), permitindo assim fazer uma análise comparativa entre ambos.
Neste capítulo é também abordado o dimensionamento de reservatórios, bem como o sistema
público que serve de abastecimento da rede predial.
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
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3
No Capítulo 4, para além de serem mencionadas as opções de traçado e de dimensionamento
das redes de abastecimento de água para combate a incêndio, são também abordados os
vários meios de combate a este tipo de sinistro. É feita uma análise tanto aos métodos
automáticos (rede de sprinklers e cortinas de água), como aos manuais (coluna seca, coluna
húmida e redes de incêndio armadas), permitindo assim perceber as diferenças existentes. À
semelhança do que acontece no estudo das redes de abastecimento para consumo humano, é
feita neste capítulo uma análise à ligação entre o sistema predial e o sistema público e também
ao dimensionamento dos reservatórios utilizados na rede de incêndio.
O Capítulo 5 aborda as temáticas dos materiais, dos dispositivos utilizados nas redes e
também dos sistemas de bombagem. Relativamente aos materiais são analisadas tubagens
metálicas (aço, aço inox, cobre e aço galvanizado), tubagens constituídas por polímeros
(polietileno, polietileno reticulado, policloreto de vinilo simples e clorado e polipropileno) e
tubagens com uma constituição mista (multicamada). É igualmente feita uma análise
comparativa entre os diferentes tipos de tubagem, por forma a dar a conhecer ao leitor as
várias opções existentes. Os referidos dispositivos são essenciais para completar as redes de
abastecimento, quer sejam para consumo ou para combate a incêndio. São também tidos em
conta os dispositivos sustentáveis. No que respeita aos sistemas de bombagem são abordados
os vários tipos existentes, sendo referidas as situações em que devem ser instalados.
O Capítulo 6 faz referência aos sistemas de abastecimento de água fria em obra. São
abordados os temas da recepção do material e da execução e instalação dos componentes. É
também analisada a reabilitação ou ampliação das redes já existentes, tema que tem vindo a
merecer cada vez mais destaque no ramo da engenharia civil. Neste capítulo são também
referidas as patologias mais comuns a este tipo de redes, bem como as soluções para as
resolver.
O Capítulo 7 baseia-se na sustentabilidade aplicada aos sistemas de abastecimento de água.
Neste ponto da dissertação investiga-se o aproveitamento de águas pluviais e cinzentas, bem
como algumas políticas para reduzir os gastos deste líquido. É igualmente feito um estudo que
permite ao leitor perceber a diminuição de gastos que pode ser conseguida através da
utilização deste tipo de políticas.
No último capítulo de estudo, o Capítulo 8, são analisados três projectos diferentes de redes
prediais de abastecimento de água fria. É feito um estudo de um edifício misto, de um
armazém e também de um estabelecimento escolar, procurando analisar e discutir as opções
tomadas em cada projecto. É igualmente feita uma análise comparativa entre as várias
construções.
O capítulo conclusivo inclui uma descrição das conclusões tiradas sobre a parte teórica da
dissertação, como também dos casos de estudo efectuados. São igualmente assinalados os
aspectos que ficaram por analisar, bem como alguns temas que poderão ser desenvolvidos no
futuro.
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4
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
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5
2. A utilização de água
2.1. Introdução
A água é o recurso mais essencial à vida de qualquer ser vivo. Todos os dias recorremos a
esta substância para a realização de um grande número de tarefas. Á água é utilizada, entre
outras coisas, para consumo humano, para a saúde básica e produção de alimentos ou para as
mais variadas actividades económicas.
A importância deste líquido, bem como a hipótese, cada vez mais evidente, de se esgotar, leva
a que seja necessário ter-se em conta alguns cuidados no seu consumo. Assim sendo, apesar
deste continuar a ter valores proibitivos, principalmente nos países mais desenvolvidos, são
cada vez mais tidas em conta considerações que permitem a diminuição da utilização deste
líquido. A extinção da água é um tema cada vez mais debatido, sendo que existem
actualmente bastantes estudos para a criação de soluções que diminuam o seu consumo, quer
seja através do aproveitamento da mesma, ou pela redução directa da sua utilização.
Relativamente à água que é consumida nos edifícios há uma preocupação cada vez mais
emergente de melhorar os hábitos de consumo, bem como de fazer o aproveitamento da água
utilizada, como será estudado no capítulo 7.
2.2. Necessidades de consumo
Nos edifícios destinados a uma ocupação humana é essencial definir determinados limites de
consumo para que se possa proceder ao dimensionamento das redes de abastecimento de
água e de combate a incêndio. Nos sistemas que utilizam a água como meio de combate, os
consumos variam consoante a localização do edifício. Relativamente ao consumo de água nos
edifícios existem alguns limites estabelecidos, que estão de acordo com as necessidades dos
seus ocupantes.
2.2.1. Redes de abastecimento de água para consumo humano
As redes de abastecimento de água são dimensionadas tendo em conta os consumos mínimos
a assegurar no edifício em análise. Estes consumos dependem, para além do uso do edifício,
das necessidades de consumo dos utilizadores, intrinsecamente ligadas à dimensão do
agregado populacional. É, portanto, essencial estudar a população a servir para que possam
ser satisfeitas as necessidades de consumo da mesma. O RGSPPDADAR [N12] refere que em
edifícios de uso habitacional devem ser cumpridos os seguintes consumos mínimos:
Populações até 1000 habitantes – 80 l/habitante/dia;
Populações entre 1000 e 10000 habitantes – 100 l/habitante/dia;
Populações entre 10000 e 20000 habitantes – 125 l/habitante/dia;
Populações entre 20000 e 50000 habitantes – 150 l/habitante/dia;
Populações com mais de 50000 habitantes – 175 l/habitante/dia.
Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria
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Pedroso (2007) [17] faz referência aos consumos mínimos relativos a edifícios de usos não
habitacionais. São referidos os seguintes valores:
Escolas – 10 l/aluno/dia;
Escritórios – 15 l/pessoa/dia;
Hotéis – 70 l/quarto/dia (quarto sem banheira) ou 230 l/quarto/dia (quarto com
banheira);
Hospitais – 300 a 400 l/cama/dia;
Restaurantes – 20 a 45 l/pessoa/dia.
2.2.2. Redes de abastecimento de água para combate a incêndios
As necessidades de consumo dos sistemas de combate a incêndio são definidas no RJSCIE
[N5] consoante os sistemas de combate adoptados, como se poderá verificar ao longo do
Capítulo 4.
O RGSPPDADAR [N12] refere que os consumos verificados nos sistemas de abastecimento de
água para combate a incêndio dependem do grau de risco associado à zona de instalação da
construção. Assim sendo, a norma portuguesa define cinco graus de risco, aos quais estão
associados caudais instantâneos:
Grau 1 – zona urbana de risco mínimo de incêndio, devido à fraca implantação de
edifícios, predominantemente do tipo familiar – Qinst = 15 l/s;
Grau 2 – zona urbana de baixo grau de risco, constituída predominantemente por
construções isoladas com um máximo de quatro pisos acima do solo – Qinst = 22.5 l/s;
Grau 3 – zona urbana de moderado grau de risco, predominantemente constituída por
construções com um máximo de dez pisos acima do solo, destinadas à habitação,
eventual mente com algum comércio e pequena indústria – Qinst = 30 l/s;
Grau 4 – zona urbana de considerável grau de risco, constituída por construções de
mais de dez pisos, destinadas a habitação e serviços públicos, nomeadamente centros
comerciais – Qinst = 45 l/s;
Grau 5 – zona urbana de elevado grau de risco, caracterizada pela existência de
construções antigas ou de ocupação essencialmente comercial e de actividade
industrial que armazene, utilize ou produza materiais explosivos ou altamente
inflamáveis – Qinst definido consoante o edifício a dimensionar.
Apesar das considerações indicadas pelo RGSPPDADAR [N12] é mais usual o recurso ao
RJSCIE [N5], devido a este estar mais de acordo com as exigências de cada sistema de
incêndio.
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2.3. Qualidade
A análise da qualidade de um sistema de abastecimento de água passa não só pelas
propriedades do líquido, como também das tubagens que o transportam. Assim sendo, a
exigência relacionada com estes aspecto, que cada vez mais vem aumentando, deverá passar
principalmente pela análise das tubagens, já que a qualidade da água é controlada a montante
do sistema de canalização.
O aumento da exigência da qualidade obriga a que o mercado esteja em constante evolução, o
que permite um grande desenvolvimento dos sistemas de tubagem. Tem-se, portanto,
observado uma grande evolução nas soluções utilizadas para canalização, principalmente
através do surgimento dos plásticos que apresentam características importantes na
manutenção da qualidade de um sistema de abastecimento. Este tipo de tubagens permite
reduzir problemas relacionados com a durabilidade e também com o conforto proporcionado
(por exemplo o ruído).
Para além da qualidade dos materiais, a qualidade da instalação, bem como a da manutenção,
são pontos que acarretam uma análise mais aprofundada. Afonso (2007) [4] refere que 90%
das anomalias detectadas na construção derivam de erros relacionados tanto com os sistemas
de abastecimento de água, como também dos sistemas de drenagem. O mesmo autor refere
ainda que apesar de os erros associados, estes sistemas constituem, aproximadamente, 5%
do custo de construção. A baixa contribuição para o orçamento final faz com que haja alguma
margem de manobra para se investir nestes sistemas, possibilitando assim reduzir os
problemas que lhe estão associados.
Para além do já referido acréscimo de qualidade dos materiais utilizados, mais medidas vêm
sendo tomadas para melhorar as características dos sistemas de abastecimento. Tem-se
verificado uma maior preocupação das empresas com estas situações, que advém
principalmente das exigências de certificação que são feitas presentemente. Como exemplo
deste acréscimo de preocupação relacionado com a qualidade, deve referir-se a criação da
ANQIP [I1]. Esta entidade tem permitido, através dos seus trabalhos, um aumento do nível de
qualidade em variadas construções. Para além dos pareceres sobre projectos, das auditorias
de qualidade e eficiência e das certificações ao nível da conformidade e da qualidade, a ANQIP
preocupa-se em difundir a temática da qualidade. É neste sentido que esta empresa divulga
alguns estudos técnicos e científicos e elabora publicações e especificações técnicas, bastante
importantes na execução de projectos de instalações prediais. É igualmente prática comum a
realização de acções de formação e de divulgação relacionadas com o seu trabalho [I1].
2.4. Legislação
A execução dos sistemas de abastecimento de água para consumo humano é feita com base
no Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e de
Drenagem de Águas Residuais (designado por RGSPPDADAR ao longo desta obra) [N12] e na
Norma Europeia, a EN 806-3 [N18], enquanto que os sistemas de abastecimento de água para
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8
combate a incêndios são baseados no Decreto-Lei nº 220/2008 de 12 de Novembro de 2008.
Ambos os documentos são baseados em legislação europeia, que é adaptada para o território
nacional.
Relativamente à legislação relacionada com o abastecimento de água para consumo humano,
o regulamento nacional refere no Artigo 2º que “As autarquias locais devem adaptar os seus
regulamentos em conformidade com o regime constante do presente diploma (…)”. Este ponto
do regulamento proporciona uma adaptação da legislação, o que faz com que cada município
tenha as suas normas específicas. É neste sentido que para a realização dos sistemas prediais
de distribuição da água se tem em consideração, conjuntamente com o regulamento geral, o
regulamento municipal. Deve ainda referir-se que a construção de sistemas de abastecimento
de água para combate a incêndio deve igualmente ser feita através de uma consideração
conjunta entre o regulamento nacional e o municipal.
O ajustamento verificado nos regulamentos municipais é perceptível quando são analisadas
leis de concelhos diferentes. Esta análise permite verificar as diferentes características de cada
município e as suas consequentes leis. No presente documento foram estudados os
regulamentos de quatro concelhos de diferentes zonas do território nacional, nomeadamente
das autarquias de Almada, Elvas, Caminha e Funchal [N13; N14; N15; N16].
Na análise comparativa entre o regulamento nacional e os regulamentos utilizados nos
diferentes municípios é possível verificar que a maior diferença está relacionada com assuntos
fiscais, nomeadamente as tarifas e pagamentos de serviços, bem como as penalidades e
reclamações. Os regulamentos municipais identificam igualmente a entidade gestora do
fornecimento de água, estipulando as suas responsabilidades. Os deveres e direitos dos
utilizadores são igualmente estabelecidos nestes documentos.
Relativamente a assuntos relacionados com a constituição dos sistemas, os regulamentos
municipais, para além de fazerem algumas alusões às excepções que se deverão verificar no
referido concelho, referem-se igualmente ao fornecimento de água, indicando as condições do
abastecimento.
2.5. Abastecimento em Portugal
A gestão do abastecimento de água em Portugal é feita a nível municipal. Uma análise do
abastecimento que é feito nacionalmente permite verificar que o fornecimento de água é
regulado por três tipos de entidades: câmaras municipais, empresas municipais e empresas
privadas.
Na presente obra foi analisado o abastecimento de água das capitais de distrito e também das
cidades mais importantes das áreas da Grande Lisboa e do Grande Porto, como se poderá
verificar no quadro do Anexo A1.
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3. Sistemas de abastecimento de água para consumo
3.1. Introdução
Os sistemas prediais de distribuição de água fria são criados com o objectivo de garantir o
abastecimento de água em perfeitas condições de segurança, assegurando tanto a saúde
pública dos consumidores, como também o seu conforto. Na maioria dos casos actuais os
edifícios são alimentados através de uma rede pública que transporta água potável. Existem,
no entanto, situações em que o abastecimento predial se faz com recurso a poços. Nestes
casos é necessário proceder de forma a garantir a potabilidade da água.
Na execução deste tipo de projecto são tidos em conta factores essenciais, como a economia,
as condições de aplicação e de utilização, as necessidades de traçado e também a
constituição química de cada material, tendo sempre em conta a legislação que rege este tipo
de sistemas. É com base na optimização dos referidos factores que são construídas as redes
de abastecimento de águas.
A execução das redes passa, essencialmente, por duas fases distintas. Inicialmente
desenvolve-se o respectivo traçado, tendo em conta as leis que vigoram no espaço de
implementação do projecto. Esta primeira etapa passa por encontrar uma optimização entre as
escolhas dos projectos das restantes especialidades (esgotos, gás, entre outros) e as opções
essenciais à execução de uma rede de abastecimento de água. É, por isso, de grande
importância a existência de comunicação entre todos os projectistas da obra.
A segunda fase da execução do sistema de distribuição de água abrange a elaboração de
cálculos que, baseados na legislação e em determinadas normas, determinam as dimensões
das canalizações constituintes da rede. Este dimensionamento é ainda restringido pelos
caudais necessários para abastecer cada aparelho e ajustado tendo em conta as pressões que
surgem em cada troço.
Consoante o dimensionamento da tubagem pode ser necessário utilizar, quando as condições
de pressão e caudal não permitem o correcto abastecimento de todos os dispositivos,
elementos sobrepressores, que garantem os níveis de pressão exigidos. O recurso a
reservatórios pode também ser equacionado, com o objectivo de melhorar as condições da
rede de abastecimento de água.
3.2. Traçado da rede
O traçado das redes de abastecimento de água fria para consumo é baseado nas imposições
feitas pelo RGSPPDADAR [N12]. Para além de cumprir estas directrizes, o projectista procura
utilizar outras regras, por forma a optimizar o rácio eficácia/custo.
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É ainda de referir que os projectos devem utilizar uma simbologia universal, por forma a que a
sua leitura seja feita de forma clara, reduzindo as hipóteses de erro. De forma a facilitar futuras
intervenções, deve ainda ser garantido um cadastro de todo o projecto.
3.2.1. Legislação e normas
Como foi referido no ponto anterior, a execução do traçado da rede de abastecimento de águas
exige a consideração de determinadas condições, tanto de ordem regulamentar como
económica ou até de concordância com os projectos das restantes especialidades.
O cumprimento da legislação e das normas exigidas é essencial para a realização de um
projecto, tornando mais credível a sua aplicação em obra. É com base nesses pressupostos
que foram criados documentos que definem a legislação a aplicar. O RGSPPDADAR [N12],
que utilizado como literatura principal, enumera normas que visam o traçado das redes, tendo
em conta tanto a fase de projecto como também o período de manutenção, posterior à entrega
da obra.
Segundo o RGSPPDADAR [N12], existem alguns artigos que definem algumas regras gerais
para se proceder ao traçado de uma rede predial de abastecimento de água:
Artigo 82º;
Artigo 83º;
Artigo 84º;
Artigo 85º;
Artigo 87º;
Artigo 89º;
Artigo 95º;
Artigo 96º.
A consulta destes artigos pode ser feita no Anexo A23.
O RGSPPDADAR [N12] faz igualmente referência ao cadastro dos sistemas. Segundo a
legislação vigente é a entidade gestora (Secção 2.5) que deve manter em arquivo os cadastros
dos sistemas prediais (Artigo 83º) e actualizá-los quando as obras ficam concluídas.
Os artigos mencionados legislam o traçado de redes a nível nacional. No entanto, como foi
referido no Capítulo 2, existem algumas diferenças entre as autarquias nacionais.
3.2.2. Opções de traçado
Os artigos citados no ponto anterior revelam exigências regulamentares dos sistemas de
distribuição. No entanto existem escolhas que se podem adoptar que, apesar de não estarem
estabelecidas em normas, trazem facilidades à implementação das redes [17]:
Em termos de representação adopta-se o traço contínuo para a representação das
tubagens de água fria, de forma a fazer-se a distinção entre outro tipo de canalizações,
nomeadamente a água quente (traço-ponto);
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O traçado deverá ser sempre o mais curto possível, proporcionando uma melhoria na
economia, como também uma redução de perdas de carga e de tempos de retenção
da água;
As partes comuns da rede deverão localizar-se numa zona acessível a todos os
consumidores;
A passagem das condutas deverá ser feita, preferencialmente, pelas paredes, evitando
assim maiores gastos em termos de avaria, bem como conflitos com outras
especialidades, como por exemplo os esgotos, cuja tubagem passa pelo chão.
Existem, no entanto, alguns tipos de tubagem (por exemplo PEX) que, devido à sua
flexibilidade, obrigam que o seu traçado se faça pelo pavimento. Nestes casos deverá
ser tido o devido cuidado para evitar intersecções com outras especialidades;
O traçado da rede em paredes comuns a vários fogos deverá exigir especial atenção
na medida em que uma avaria pode danificar igualmente o fogo vizinho;
Dentro de cada divisão de um fogo é importante que o curso da tubagem se faça a
uma cota inferior, ascendendo para o abastecimento de cada dispositivo. Esta
consideração evita que as canalizações percorram a altura toda da parede, podendo
interferir com outro tipo de especialidades de construção, como por exemplo a
electricidade;
A colocação da tubagem nas instalações sanitárias exige um cuidado especial, uma
vez que estas divisões contêm acessórios (por exemplo bacios de retrete) cuja fixação
se pode fazer directamente à parede. A aplicação deste tipo de dispositivos obriga a
realização de furações que podem danificar a canalização. De modo a evitar este tipo
de dano é aconselhável que o traçado da tubagem não passe acima de uma
determinada altura (entre os 20 cm e os 30 cm);
As válvulas de seccionamento deverão ser instaladas à entrada dos ramais de
distribuição, a montante dos purgadores de ar, nos ramais de introdução, a montante e
a jusante dos contadores, nas entradas das diferentes instalações sanitárias do fogo,
nos ramais de alimentação de autoclismos, equipamento de lavagem e fluxómetros,
para que seja possível fazer-se o seccionamento de todas as partes da rede;
Como referido no Ponto 3.2.1 existem algumas tubagens que não necessitam de
elementos acessórios para proceder às mudanças de direcção. Nesse tipo de traçado
deverá executar-se os troços a profundidades suficientes para que seja exequível a
transição entre paredes, uma vez que os tubos têm valores curvaturas máximos, que
dependem do tipo de material;
Nas zonas de circulação viária tem de ser garantida uma profundidade mínima de
instalação dos ramais de ligação de 0.8 m. Nas restantes áreas a profundidade mínima
aceitável é de 0.5 m;
Os estabelecimentos industriais e comerciais devem ter ramais de ligação
independentes.
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3.2.3. Simbologia
A necessidade de utilizar uma grande quantidade de informação em qualquer projecto da
especialidade de construção, leva a que seja necessário recorrer à utilização de simbologia,
evitando assim a existência de desenhos sobrecarregados de dados.
É com base nesta simplificação da informação que foi estabelecida uma simbologia de
referência. A generalização deste código uniformizado facilita a leitura de qualquer projectista,
evitando assim conflitos relacionados com a interpretação dos dados fornecidos. No Anexo A2
consta um quadro que reproduz a simbologia referida no RGSPPDADAR [N12], adoptada em
território nacional.
A identificação dos dispositivos é também um ponto importante no traçado das redes de
abastecimento de água. No Anexo A3 está presente a simbologia que é adoptada para a
representação de cada elemento.
3.2.4. Peças desenhadas
As peças desenhadas são, na execução de um qualquer projecto de construção civil,
essenciais para uma correcta leitura do mesmo. É nesse sentido que é importante definir os
desenhos que são necessários apresentar para que haja uma facilidade na interpretação do
respectivo projecto.
As peças desenhadas a incluir no projecto são seleccionadas tendo em conta as necessidades
encontradas pelo projectista e as imposições feitas pelas entidades gestoras do abastecimento
de água. Nesta selecção deve ter-se igualmente em conta o RGSPPDADAR [N12], que refere
também quais os desenhos que obrigatoriamente terão de vir incluídos no projecto. A título de
exemplo são apresentadas as regras definidas pela empresa responsável pelo abastecimento
da cidade de Lisboa, a EPAL [M3].
Para além de referir os desenhos necessários à aprovação de um projecto de abastecimento
predial de água, o regulamento da EPAL [M3], faz igualmente referência à ordem que estes
devem ser apresentados:
Índice contendo a planta de implantação;
Planta de implantação (com uma escala de pelo menos 1/500) do edifício com alguns
pormenores específicos, como os arranjos exteriores, os acessos ao edifício, entre
outros. Deve ser indicado neste ponto a delimitação do sistema de rega, se este existir;
Esquema detalhado representativo do abastecimento, contendo todos os elementos
constituintes da rede, desde a rede pública até à entrada das diferentes fracções
independentes. Neste esquema devem estar incluídas linhas horizontais a delimitar
cada piso, canalização (materiais e diâmetros), órgãos e equipamentos utilizados em
cada piso e os dispositivos comuns, como por exemplo os contadores;
Plantas de todos os pisos com uma escala mínima de 1/100, onde estão representados
todos os elementos constituintes da rede. De referir que a primeira planta deverá ser a
do piso com menor cota;
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Pormenores (escala mínima de 1/50) de todas as situações que, por dificuldade de
representação, não são facilmente visíveis em planta;
Alçados principais e cortes de arquitectura a uma escala mínima de 1/200, que podem
ser dispensados quando, na remodelação de uma qualquer fracção independente, não
são efectuadas alterações ao projecto de arquitectura.
3.3. Dimensionamento da rede
Numa etapa prévia à realização de qualquer tipo de cálculo terão de ser avaliados todos os
dados fornecidos, nomeadamente a pressão disponibilizada pela rede, os caudais de cálculo, o
material a utilizar e o traçado, onde estão patentes os comprimentos da tubagem e respectivos
andamentos. É igualmente essencial definir parâmetros, como por exemplo os níveis de
conforto aceitáveis, que implicam a consideração de limites de velocidade e de pressão em que
o escoamento se processa. Na Figura 3.1 estão representadas as fases que compõem o
dimensionamento de uma rede de abastecimento de água fria.
Figura 3.1 - Dimensionamento da rede de abastecimento de água fria para consumo
Posteriormente à análise das condições referidas no parágrafo anterior, deverá ser feita a
determinação dos caudais de dimensionamento, que dependem da quantidade de água
necessária para abastecer os diferentes dispositivos. Definido o caudal de cálculo, é possível
estimar o diâmetro de tubagem mínimo necessário para se efectuar o escoamento. O cálculo
das duas grandezas referidas neste parágrafo pode ser feito de várias formas. Na presente
obra serão abordados os métodos propostos pelo RGSPPDADAR [N12] e também pela Norma
Europeia, a EN 806-3 [N18]. Importa ainda referir que a metodologia proposta pela legislação
nacional é mais rigorosa, enquanto que a forma de cálculo da Norma Europeia [N18] está mais
centrada na rapidez de execução [1]. Assim sendo, para situações em que se exige um nível
de conforto mais elevado é mais aconselhável o recurso ao RGSPPDADAR [N12]. A escolha
da adopção do método para dimensionar as redes de abastecimento é da competência do
projectista, devendo este optar pelo método que lhe pareça mais adequado. No Quadro 3.1
estão resumidas as vantagens e desvantagens dos dois métodos, bem como os diferentes
limites impostos.
Para além dos cálculos referidos no parágrafo anterior, o RGSPPDADAR [N12] reserva
especial atenção às perdas de carga provocadas pelo escoamento, ao contrário do que
acontece com a Norma Europeia [N18], que considera directamente na determinação dos
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diâmetros, o valor das referidas perdas, apesar de definir limites para o comprimento da
tubagem, como se verá ainda neste capítulo.
Quadro 3.1 - Vantagens, desvantagens e limites impostos pela EN 806 e pelo RGSPPDADAR [N12;N18]
Método RGSPPDADAR Norma Europeia
Vantagens
Maior rigor;
Maior conforto.
Menor dificuldade de cálculo;
Soluções mais económicas.
Desvantagens
Soluções mais onerosas;
Maior dificuldade de cálculo.
Menor rigor;
Menor conforto.
Limites
impostos
Pressão 50 kPa - 600 kPa 100 kPa - 500 kPa
Velocidade 0,5 m/s - 2,0 m/s Máxima = 2,0 m/s (4,0 m/s)
3.3.1. Legislação e normas
À semelhança do que acontece no traçado da rede de distribuição de água, o
dimensionamento deste tipo de sistemas é baseado na regulamentação vigente. A nível
nacional é o RGSPPDADAR [N12] que serve de referência ao dimensionamento das redes.
Existem ainda, como foi referido na Secção 3.2, regulamentos municipais que abrangem
normas mais singulares de cada concelho.
A nível europeu existe, como foi mencionado no ponto anterior, uma Norma Europeia [N18] que
legisla todos os países que, como Portugal, constam do CEN, a EN 806-3.
Segundo Afonso (2007) [1] a EN 806 deveria ter sido adoptada como Norma Portuguesa (NP)
até Outubro de 2006, de forma a evitar conflitos com o RGSPPDADAR [N12], criando uma
uniformidade nos projectos elaborados em território nacional. O mesmo autor refere ainda que
a passagem da Norma Europeia para Norma Portuguesa ainda não tem data definida.
A referência à legislação, associada ao dimensionamento da rede de abastecimento de água
fria, será feita nos pontos seguintes do documento à medida que for pertinente.
3.3.2. Método proposto pelo Regulamento Nacional
O dimensionamento dos sistemas de tubagens com base no RGSPPDADAR [N12] pode ser
dividido em quatro fases (caudais de dimensionamento, diâmetro da tubagem, perdas de carga
e verificação das pressões), como se observa no esquema da Figura 3.2. Como exemplo
destas fases pode ser observado o Quadro A20.1 do Anexo A20, que mostra o
dimensionamento da rede de abastecimento de água de um edifício multifamiliar. Este quadro
poderá servir de acompanhamento ao longo do estudo do dimensionamento destes sistemas,
devendo ser analisado, por forma a permitir ao leitor uma maior facilidade de compreensão
deste ponto.
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Figura 3.2 - Determinação do diâmetro da tubagem
Depois de contabilizadas todas as perdas de carga, é possível fazer a análise das pressões
máximas e mínimas de uma rede. Este tipo de análise deverá incidir sobre um “caminho
crítico”, ou seja, na verificação das pressões de cada fogo deverá ser tido em conta o caminho
percorrido pela água que provoca uma maior ou menor perda de carga, consoante se pretenda
analisar os valores mínimos e máximos de pressão, respectivamente. Verificado esse
“caminho”, todos os outros cumprirão as exigências correspondentes.
O estudo das verificações de pressão leva a três resultados possíveis. No caso de os valores
de pressão estarem dentro dos inicialmente estipulados, o dimensionamento da rede poderá
ser terminado sem se proceder a qualquer ajuste. Quando, pelo contrário, esses valores não se
situam nos limites convencionados, deverá o projectista fazer um ajuste nos diâmetros da rede,
aumentando ou diminuindo o seu diâmetro consoante se queira diminuir ou aumentar a
pressão na canalização. A escolha do diâmetro da tubagem é, portanto, um processo iterativo,
como está representado na Figura 3.2.
3.3.2.1. Cálculo dos caudais de dimensionamento
O estudo dos caudais de cálculo deve centrar-se, principalmente, numa análise dos
dispositivos que terão de ser abastecidos. Para se proceder à determinação dos caudais tem
de se ter em conta os dados fornecidos relativamente ao número e tipo de dispositivos a
abastecer, de forma a, consoante os caudais que cada aparelho necessita (caudais
instantâneos), encontrar a necessidade que está adjacente a toda a rede (caudal acumulado).
O RGSPPDADAR [N12] faz referência, no artigo 90º - Anexo IV, aos valores mínimos dos
caudais instantâneos a considerar nos dispositivos, que, conjuntamente com os valores da
Norma Europeia [N18] podem ser consultados no Quadro 3.2. No método proposto pelo
RGSPPDADAR [N12] a consideração desta simultaneidade é feita com recurso ao conceito de
coeficiente de simultaneidade, que será apresentado posteriormente.
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Quadro 3.2 - Caudais instantâneos dos dispositivos da rede predial de abastecimento de água fria [N12; adaptado de
N18]
Dispositivo
Caudais de
dimensionamento [l/s]
Caudais
mínimos [l/s]
RGSPPDADAR EN 806-3
Lavatório individual 0.10 0.10 0.10
Lavatório colectivo (por bica) 0.05 Não definido Não definido
Bidé 0.10 0.10 0.10
Banheira 0.25 0.40 0.30
Chuveiro Individual 0.15 0.20 0.15
Banho não doméstico Não definido 0.80 0.80
Pia de despejo 0.15 0.20 0.15
Autoclismo de bacia de retrete 0.10 0.10 0.10
Mictório com torneira individual 0.15 Não definido Não definido
Pia lava-louça 0.20 0.20 0.15
Pia lava-louça não doméstica (DN20) Não definido 0.80 0.80
Bebedouro 0.10 Não definido Não definido
Máquina de lavar a louça 0.15 0.20 0.15
Máquina ou tanque de lavar a roupa 0.20 0.20 0.15
Bacia de retrete com fluxómetro 1.50 1.50 1.00
Mictório com fluxómetro 0.50 0.30 0.15
Boca de rega ou lavagem de Ø15mm 0.30
0.50 0.40
Boca de rega ou lavagem de Ø20mm 0.45
Máquinas industriais e outros aparelhos não
especificados
A definir pelo fabricante
Como se pode observar no Quadro 3.2, os valores propostos pelos dois métodos são
diferentes em alguns dispositivos. Estas dissemelhanças advêm da diferente forma de
ponderar a simultaneidade de funcionamento dos dispositivos e também do facto de a Norma
Europeia [N18] ter sido elaborada mais recentemente, com base em dispositivos mais actuais,
com exigências diferentes dos considerados para a elaboração do regulamento nacional.
No método proposto pelo RGSPPDADAR [N12] a consideração da simultaneidade de
funcionamento dos dispositivos exige a determinação de uma nova grandeza, o coeficiente de
simultaneidade que, segundo o Artigo 91º do mesmo regulamento, se define seguidamente:
Coeficiente de simultaneidade – relação entre o caudal simultâneo máximo previsível (caudal
de cálculo) e o caudal acumulado de todos os dispositivos de utilização alimentados através de
uma dada secção.
Considerando a definição de coeficiente de simultaneidade, o cálculo do caudal de
dimensionamento, pelo RGSPPDADAR [N12], pode ser dado pela Expressão (3.1).
QCQ asd (3.1)
Quanto ao cálculo do coeficiente de simultaneidade, este pode ser executado através de várias
abordagens. São conhecidos, para esta estimação, quatro tipos distintos de métodos:
probabilísticos, gráficos, empíricos e também métodos que recorrem ao conceito de “peso”.
Existem ainda algumas metodologias que consideram uma análise mista dos problemas,
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utilizando, simultaneamente, as ponderações feitas em mais do que um método. Seguidamente
serão abordados alguns métodos, reservando-se especial atenção para o método referenciado
no RGSPPDADAR [N12] – Método de Delebecque para a curva de conforto normal – que
utiliza uma abordagem gráfica para a consideração das referidas grandezas.
A escolha do método a adoptar é baseada no tipo de edifício em estudo. Assim sendo, importa
inicialmente definir quais as condições de utilização que se pretende para se poder
dimensionar a rede.
Os quatro métodos que serão referenciados neste capítulo são os mais utilizados, uma vez que
são de aplicação simples, apresentando resultados aceitáveis. Ainda assim existem algumas
diferenças entre estes, nomeadamente no rigor que apresentam. Relativamente à
consideração da simultaneidade dos fluxómetros, que faz variar o coeficiente de
simultaneidade, o método preconizado pelo RGSPPDADAR [N12] apresenta um maior grau de
exigência em comparação com os restantes, sendo, portanto, o mais rigoroso relativamente a
este aspecto.
Como se poderá verificar na análise às quatro metodologias, o método de Delebecque (para a
curva de conforto normal) apresenta valores do caudal de dimensionamento superiores aos
restantes, imputando por isso, soluções mais onerosas, mas simultaneamente mais eficazes
em termos de conforto.
Método de Delebecque:
O método de Delebecque consiste numa análise gráfica que permite a transformação de
caudais acumulados em caudais de dimensionamento.
A análise de Delebecque centra-se na consideração de três níveis distintos de conforto na
rede. Assim sendo, o estudo gráfico recai sobre a consideração de três estados diferentes,
conforto mínimo, conforto normal e conforto máximo.
A relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento pode ser traduzida,
dependendo do conforto pretendido, pelas curvas representadas nas Figuras 3.3, 3.4 e 3.5.
Estas curvas variam consoante os valores de caudal de dimensionamento considerados.
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Figura 3.3 - Relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento (caudais elevados) [3;17]
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Figura 3.4 - Relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento (caudais médios) [3;17]
Figura 3.5 - Relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento (caudais reduzidos) [3;17]
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O RGSPPDADAR [N12] utiliza a curva normal como curva de referência para a determinação
dos caudais de dimensionamento. A utilização desta curva restringe-se ao dimensionamento
de redes de abastecimento de águas de habitações correntes sem fluxómetros.
Como se pode verificar nas Figuras 3.3, 3.4 e 3.5, a leitura da curva normal, através da
representação gráfica, não apresenta um grande rigor, pelo que é necessário definir uma
equação que permita obter os caudais de dimensionamento. O criador do método não
disponibilizou quaisquer informações sobre as equações utilizadas, pelo que foi necessário, ao
longo dos anos, proceder-se a um ajuste da curva para que se obtivessem soluções de maior
rigor. Foi possível determinar equações que, com uma percentagem de certeza superior a
99%, permitem obter directamente o valor dos caudais. Assim sendo, para edifícios correntes,
podem ser utilizadas as condições definidas pela Expressão (3.2) – curva de conforto normal -
para a estimativa do caudal de dimensionamento.
25,2525.0
255.3,5226.0
5.3,5469.0
QQQ
QQQ
QQQ
aa
7587.0
d
aa
5364.0
d
aa
5137.0
d
(3.2)
Afonso (2001) [3] refere que para caudais acumulados iguais ou inferiores a 0.6 l/s deve ser
feita uma análise caso a caso, adoptando-se, geralmente, o caudal acumulado dos dois
dispositivos de maior caudal instantâneo presentes no compartimento em estudo.
A presença de fluxómetros na rede exige uma alteração no método de cálculo. A consideração
destes elementos é feita, segundo o regulamento, adicionando ao caudal de dimensionamento
o caudal de cálculo respeitante ao número de fluxómetros considerados.
A probabilidade de estes elementos funcionarem todos no mesmo período é reduzida, pelo que
se deverá considerar um determinado número de fluxómetros em utilização simultânea. O
RGSPPDADAR [N12] faz referência à simultaneidade da utilização dos fluxómetros, como se
pode verificar no Quadro 3.3.
Quadro 3.3 - Simultaneidade de fluxómetros [N12]
Fluxómetros Instalados Fluxómetros em Utilização simultânea
3 a 10 2
11 a 20 3
21 a 50 4
Mais de 50 5
Outros autores, como Delebecque, Gallizio e Rodriguez-Avial, à semelhança do CTSB – Centre
Scientifique et Technique du Bâtiment (referência do LNEC), referem também valores de
simultaneidade dos fluxómetros diferentes dos considerados na legislação nacional. Uma
análise das propostas dos diferentes autores permite verificar que o nível de rigor do
regulamento nacional apenas é superado pela proposta de Delebecque, propondo os restantes
autores valores menos exigentes [3].
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Tese 2

  • 1. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria Filipe Patrício Baptista Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Júri Presidente: Prof. Augusto Martins Gomes Orientadores: Prof. Maria Cristina de Oliveira Matos Silva Prof. Albano Luís Neves e Sousa Vogal: Prof. Maria da Glória Almeida Gomes Maio 2011
  • 2.
  • 3. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ I Resumo O presente trabalho consiste na elaboração do estado da arte dos sistemas prediais de abastecimento de água fria. Neste sentido, procede-se a um estudo sobre os sistemas de abastecimento de água para consumo e também para combate a incêndio, tendo sempre por base a legislação vigente. Para além da forma de como são executados os sistemas, nomeadamente o seu traçado e dimensionamento, importa igualmente conhecer os materiais e os elementos que o constituem. Neste sentido são analisados os vários tipos de tubagem existentes, bem como os dispositivos utilizados. Importa ainda referir que existem sistemas de abastecimento que necessitam de uma abordagem mais complexa, na medida em que as condições de pressão que os caracterizam não satisfazem as necessidades da rede. Nestes casos é necessário considerar- se a utilização de sistemas de bombagem. Assim sendo, na presente dissertação são abordadas as várias soluções de bombagem existentes, bem como os reservatórios que lhes podem estar subjacentes. A sustentabilidade é um tema bastante contemporâneo, que tem vindo a ser discutido nos mais variados quadrantes. Neste sentido acha-se importante fazer uma referência à sustentabilidade relacionada com os sistemas de abastecimento de água fria. Nesta obra são abordadas, para além das técnicas e dispositivos que permitem um uso mais controlado de água, as políticas de consciencialização que podem ser equacionadas. A compreensão das componentes teóricas abordadas é completada com a análise de três edifícios de usos distintos, permitindo igualmente encontrar diferenças existentes. É também estudada a aplicação dos sistemas em obra, uma vez que é essencial fazer uma abordagem mais concreta destes meios de abastecimento de água. Neste sentido são referidas, para além da etapa inicial de execução, as fases de reabilitação e de alteração das redes, que podem surgir ao longo da vida útil dos referidos sistemas. É igualmente feito um estado relativo às patologias associadas às redes de abastecimento de água fria. Palavras-chave: instalações prediais, redes de abastecimento de água para consumo, redes de abastecimento de água para combate a incêndio, traçado, dimensionamento, sustentabilidade.
  • 4. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ II
  • 5. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ III Abstract The general purpose of this work consisted in determining the state of the art of building systems for cold water supply. Thus, a study will be done about the systems of water supply for drinking and for fire fighting, always based on current legislation. In addition to the way systems are executed, especially in its design and sizing, there is a need to know the materials and the elements of these systems. In this way some different existing pipes are analyzed, as well as the devices used. Furthermore, there are some supplying systems that require a more complex approach, because the pressure conditions don’t guarantee the needs for water supply. In these cases pumping systems have to be considered. Therefore, in this dissertation will be mentioned the existing pumping solutions and the way water tanks are connected to them. Sustainability is a very contemporary topic which has been discussed several times. Therefore, is important to make reference to sustainability-related systems of cold water supply. In this document, one discussed techniques and devices that allow a more controlled use of water, and awareness policies that can be adopted. The comprehension of the theoretical topics discussed, is supplemented with analysis of three buildings of different uses. One also investigates the systems application, in order to provide a more reliable approach of these water supply means. Following these sense, beyond the initial stage of execution, one indicates the rehabilitation stage and the subsequently system modification which may happen during the lifetime of such systems. Is also made a study of the pathologies associated with the supply of cold water. Keywords: installations inside buildings, drinking water supply, fire fighting water supply, plan, sizing, sustainability.
  • 6. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ IV
  • 7. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ V Agradecimentos Neste projecto pessoal aqui apresentado tive sempre à disposição um conjunto alargado de pessoas que me apoiaram e me mostraram o melhor caminho para descobrir a motivação desejada. Foram tantas as pessoas que durante este percurso me ajudaram, que seria impossível enumerá-las a todas. A quem eu não referir, peço as minhas mais sinceras desculpas, pois, apesar de saber o que fizeram por mim, não consegui referir o seu nome na altura da realização deste pequeno texto. Assim sendo, gostaria de deixar umas palavras de agradecimento às seguintes pessoas. À Professora Cristina Matos Silva agradeço pela disponibilidade e orientação demonstrada ao longo da realização deste trabalho, bem como à motivação que me transmitiu. Ao Professor Armando Silva Afonso que, apesar de não ter qualquer “obrigação” para me ajudar na realização desta dissertação, se mostrou sempre disponível e me esclareceu inúmeras questões. A sua constante disponibilidade e atenção foram uma grande ajuda e um grande estímulo para a realização deste trabalho. Ao Professor, o meu muito obrigado! Um especial agradecimento ao Eng. António Silva que se mostrou sempre muito prestável, colocando-se ao dispor para me fornecer qualquer informação, sem que me fossem colocadas quaisquer contrapartidas. As informações transmitidas pelo Engenheiro foram essenciais para a evolução deste trabalho. Ao meu pai e à minha mãe que sempre me deram apoio e a motivação necessária para que, nas fases mais complicadas, não houvesse qualquer tipo de perda de entusiasmo, de motivação. A eles, que foram o meu grande suporte para a realização deste curso, que culmina na realização desta dissertação, agradeço e dedico este trabalho. Aos meus irmãos que sempre me apoiaram e motivaram, mas, principalmente, sempre perceberam qual era o tempo de trabalhar e de brincar, não me incentivando a ir para a “festa” na altura em que era necessário desenvolver o trabalho. A eles, pelo constante encorajamento, agradeço a realização deste trabalho. Nuno e André, obrigado! Aos restantes membros da família o meu muito obrigado pelas palavras de incentivo que sempre mostraram e pela disponibilidade que sempre colocaram. A todos os meus amigos, que sempre estiveram comigo nas horas de maior aperto e que sempre foram a chave para abrir a porta do sucesso, o meu muito obrigado! Um especial agradecimento ao Barreta, ao Nuno, ao Gaspar, ao Augusto, ao Pedro, ao Rino e ao Bob, que, para além do companheirismo que demonstraram, estiveram sempre disponíveis para ajudar. A sua amizade e ajuda foram um tónico que me permitiu terminar este projecto. Sem eles seria bastante mais difícil, por isso e por tudo mais, o meu muito obrigado, rapazes! Por fim, um agradecimento especial à Xi que foi a pessoa que sempre esteve ao meu lado, que mais vezes ouviu os meus lamentos e que soube sempre ter aquela palavra que me dava novo
  • 8. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ VI alento. A ela, pela atenção, carinho, incentivo, amizade, amor, enfim, por tudo o que é necessário para se conseguir chegar a um objectivo, o meu “muito obrigado especial”!
  • 9. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ VII Simbologia Símbolo Grandeza Unidades a Factor de segurança das bombas m Ao Área de operação do sprinkler m 2 As Área que o sprinkler deve cobrir m 2 b Factor caracterizador da rugosidade do material Adimensional Cg Coeficiente que depende da geometria da singularidade Adimensional Cm Coeficiente característico do material da tubagem m 1/3 /s Cp Coeficiente característico do aglomerado populacional Adimensional Cs Coeficiente de simultaneidade Adimensional d Densidade da descarga do sprinkler m/s D Diâmetro da tubagem mm Di Diâmetro interior da tubagem mm DN Diâmetro Nominal da tubagem mm g Aceleração da gravidade m/s 2 H Altura manométrica m.c.a. Ha Altura manométrica de aspiração m Ha,máx Altura máxima de aspiração m Hc Altura manométrica de compressão m Ht Altura manométrica total m J Perda de carga contínua m.c.a./m Ja Perda de carga da tubagem de aspiração m Jc Perda de carga da tubagem de compressão m Jt Perda de carga total de cada troço m.c.a. K Coeficiente de descarga % Keq Coeficiente de descarga equivalente % Leq Comprimento equivalente m Lhor Comprimento horizontal m Lreal Comprimento real m Ltotal Comprimento total m Lvert Comprimento vertical m nb Número de bocas-de-incêndio a funcionar em simultâneo Adimensional nd Número de dispositivos instalados Adimensional nd,mod Número de dispositivos em cada troço - Método Modificado Adimensional ndi Número de dispositivos com caudal Qi Adimensional np Número de pisos acima do solo Adimensional NPSH Factor de capacidade de aspiração m
  • 10. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ VIII Símbolo Grandeza Unidades ns Número de sprinklers em cada sub-ramal Adimensional P Altura piezométrica m.c.a. p Pressão num determinado ponto Pa patm Pressão atmosférica Pa Pb Potência da bomba W pm,máx Pressão manométrica máxima m.c.a. pm,mín Pressão manométrica mínima m.c.a. pmáx Pressão máxima Pa pmin Pressão mínima Pa pv/γ Altura equivalente da tensão de vapor do líquido m Q3/8 Caudal da torneira de 3/8 de diâmetro l/s Qa Caudal acumulado l/s Qb Caudal bombeado l/s Qd Caudal de dimensionamento l/s Qdma Caudal diário médio anual m 3 Qi Caudal no dispositivo i l/s Qinst Caudal instantâneo l/s Qp Caudal permanente l/s Qref Caudal de referência l/s S Espaçamento entre sprinklers no sub-ramal m v Velocidade de escoamento m/s V Volume m 3 Vágua Volume de água m 3 Vmáx Volume máximo m 3 Vmín Volume mínimo m 3 Vt Volume total m 3 xi Peso do dispositivo i Adimensional z Cota de um determinado ponto m za Cota de aspiração m zc Cota de compressão m α, β Parâmetros característicos do material da tubagem Adimensional γ Peso volúmico do líquido N/m 3 Δh Perda de carga provocada pela variação de cota m.c.a. ΔH Perda de carga singular m.c.a. ΔHt Perda de carga total m.c.a. η Rendimento da bomba Adimensional
  • 11. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ IX Abreviaturas Abreviatura Designação ANPC Autoridade Nacional de Protecção Civil ANQIP Associação Nacional para a Qualidade das Instalações Prediais CEN Comité Europeu de Normalização CTSB Centre Scientifique et Technique du Bâtiment EN Norma Europeia EPAL Empresa Portuguesa das Águas Livres INAG Instituto da Água ISP Instituto de Seguros de Portugal LNEC Laboratório Nacional de Engenharia Civil NP Norma Portuguesa PB Polibutileno PE Polietileno PEAD Polietileno de Alta Densidade PEBD Polietileno de Baixa Densidade PEMD Polietileno de Média Densidade PEX Polietileno Reticulado PP Polipropileno PP-B Polipropileno em Bloco PP-R Polipropileno Random PVC Policloreto de Vinilo PVC-C ou C-PVC Policloreto de Vinilo Clorado RGSPPDADAR Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais RIA Rede de Incêndio Armada RJSCIE Regime Jurídico de Segurança Contra Incêndios em Edifícios RTSCIE Regulamento Técnico de Segurança Contra Incêndios em Edifícios SMAS Serviços Municipalizados de Água e Saneamento
  • 12. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ X
  • 13. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ XI Índice de Matérias Resumo....................................................................................................................................... I Abstract..................................................................................................................................... III Agradecimentos.........................................................................................................................V Simbologia ...............................................................................................................................VII Abreviaturas..............................................................................................................................IX Índice de Matérias ....................................................................................................................XI Índice de Figuras .................................................................................................................. XVII Índice de Tabelas .................................................................................................................. XXI 1. Introdução .............................................................................................................................. 1 1.1. Enquadramento geral ......................................................................................................... 1 1.2. Objectivos e metodologia ................................................................................................... 2 1.3. Organização do documento................................................................................................ 2 2. A utilização de água............................................................................................................... 5 2.1. Introdução........................................................................................................................... 5 2.2. Necessidades de consumo................................................................................................. 5 2.2.1. Redes de abastecimento de água para consumo humano ......................................... 5 2.2.2. Redes de abastecimento de água para combate a incêndios..................................... 6 2.3. Qualidade............................................................................................................................ 7 2.4. Legislação........................................................................................................................... 7 2.5. Abastecimento em Portugal................................................................................................ 8 3. Sistemas de abastecimento de água para consumo............................................................. 9 3.1. Introdução........................................................................................................................... 9 3.2. Traçado da rede ................................................................................................................. 9 3.2.1. Legislação e normas.................................................................................................. 10 3.2.2. Opções de traçado..................................................................................................... 10 3.2.3. Simbologia ................................................................................................................. 12 3.2.4. Peças desenhadas..................................................................................................... 12 3.3. Dimensionamento da rede................................................................................................ 13 3.3.1. Legislação e normas.................................................................................................. 14 3.3.2. Método proposto pelo Regulamento Nacional........................................................... 14
  • 14. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ XII 3.3.2.1. Cálculo dos caudais de dimensionamento.......................................................... 15 3.3.2.2. Estimativa do diâmetro mínimo da tubagem....................................................... 25 3.3.2.3. Verificação das pressões .................................................................................... 26 3.3.2.4. Determinação das perdas de carga .................................................................... 28 3.3.3. Método proposto pela Norma Europeia..................................................................... 31 3.3.3.1. Cálculo dos caudais de dimensionamento.......................................................... 32 3.3.3.2. Estimativa do diâmetro mínimo da tubagem....................................................... 33 3.3.3.3. Limites e restrições impostos .............................................................................. 33 3.3.4. Peças escritas............................................................................................................ 33 3.4. Ligação ao sistema público .............................................................................................. 34 3.5. Reservatórios.................................................................................................................... 36 3.5.1. Reservatório com função de regularização ............................................................... 38 3.5.1.1. Necessidades de regularização .......................................................................... 38 3.5.1.2. Necessidades para reserva de emergência........................................................ 38 3.5.2. Reservatório com função de distribuição................................................................... 38 4. Sistemas de abastecimento de água para combate a incêndio .......................................... 41 4.1. Introdução......................................................................................................................... 41 4.2. Traçado e dimensionamento da rede............................................................................... 41 4.2.1. Legislação e normas.................................................................................................. 42 4.2.1.1. Classes de risco .................................................................................................. 42 4.2.1.2. Categorias de risco.............................................................................................. 43 4.2.2. Meios manuais de combate a incêndio...................................................................... 44 4.2.2.1. Coluna seca......................................................................................................... 44 4.2.2.2. Coluna húmida .................................................................................................... 48 4.2.2.3. Redes de incêndio armadas................................................................................ 49 4.2.3. Meios automáticos de combate a incêndio................................................................ 51 4.2.3.1. Sprinklers............................................................................................................. 52 4.2.3.2. Cortinas de água ................................................................................................. 59 4.2.4. Utilização dos meios de combate .............................................................................. 61 4.3. Reservatórios.................................................................................................................... 61 4.4. Ligação ao sistema público .............................................................................................. 62
  • 15. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ XIII 5. Materiais e outros elementos utilizados nas redes.............................................................. 63 5.1. Introdução......................................................................................................................... 63 5.2. Materiais ........................................................................................................................... 64 5.2.1. Polietileno (PE) .......................................................................................................... 70 5.2.1.1. Constituição e características ............................................................................. 70 5.2.1.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 71 5.2.1.3. Dimensões........................................................................................................... 71 5.2.1.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 72 5.2.2. Polietileno reticulado (PEX) ....................................................................................... 72 5.2.2.1. Constituição e características ............................................................................. 73 5.2.2.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 73 5.2.2.3. Dimensões........................................................................................................... 74 5.2.2.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 74 5.2.3. Policloreto de vinilo (PVC) ......................................................................................... 74 5.2.3.1. Constituição e características ............................................................................. 75 5.2.3.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 75 5.2.3.3. Dimensões........................................................................................................... 75 5.2.3.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 76 5.2.4. Policloreto de vinilo clorado (PVC-C ou C-PVC) ....................................................... 76 5.2.4.1. Constituição e características ............................................................................. 77 5.2.4.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 77 5.2.4.3. Dimensões........................................................................................................... 77 5.2.4.4. Acessórios ........................................................................................................... 78 5.2.5. Polipropileno (PP) ...................................................................................................... 78 5.2.5.1. Constituição e características ............................................................................. 79 5.2.5.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 79 5.2.5.3. Dimensões........................................................................................................... 79 5.2.5.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 79 5.2.6. Cobre ......................................................................................................................... 80 5.2.6.1. Constituição e características ............................................................................. 80 5.2.6.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 81
  • 16. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ XIV 5.2.6.3. Dimensões........................................................................................................... 81 5.2.6.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 81 5.2.7. Aço ............................................................................................................................. 82 5.2.7.1. Constituição e características ............................................................................. 83 5.2.7.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 83 5.2.7.3. Dimensões........................................................................................................... 83 5.2.7.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 83 5.2.8. Aço inox ..................................................................................................................... 84 5.2.8.1. Constituição e características ............................................................................. 84 5.2.8.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 85 5.2.8.3. Dimensões........................................................................................................... 86 5.2.8.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 86 5.2.9. Aço galvanizado......................................................................................................... 86 5.2.9.1. Constituição e características ............................................................................. 87 5.2.9.2. Aspectos construtivos ......................................................................................... 87 5.2.9.3. Dimensões........................................................................................................... 87 5.2.9.4. Ligações e outros acessórios.............................................................................. 88 5.2.10. Multicamada............................................................................................................. 88 5.2.10.1. Constituição e características ........................................................................... 88 5.2.10.2. Aspectos construtivos ....................................................................................... 89 5.2.10.3. Dimensões......................................................................................................... 90 5.2.10.4. Ligações e outros acessórios............................................................................ 90 5.3. Dispositivos....................................................................................................................... 90 5.3.1. Sistemas de abastecimento de água para consumo................................................. 90 5.3.1.1. Contadores .......................................................................................................... 90 5.3.1.2.Torneiras .............................................................................................................. 93 5.3.1.3. Fluxómetros......................................................................................................... 94 5.3.1.4. Válvulas ............................................................................................................... 95 5.3.2. Sistemas de abastecimento de água para combate a incêndios .............................. 96 5.3.2.1. Sprinklers............................................................................................................. 96 5.3.2.2. Bocas-de-incêndio interiores............................................................................... 98
  • 17. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ XV 5.3.2.3. Bocas-de-incêndio exteriores.............................................................................. 99 5.3.2.4. Marcos de incêndio ........................................................................................... 100 5.3.2.5. Bocas de alimentação ....................................................................................... 101 5.3.3. Dispositivos de sustentabilidade.............................................................................. 101 5.3.3.1. Autoclismos ....................................................................................................... 102 5.3.3.2. Bacias de retrete e urinóis................................................................................. 102 5.3.3.3. Chuveiros e torneiras ........................................................................................ 104 5.3.3.4. Mangueiras de lavagem e sistemas de rega .................................................... 105 5.4. Sistemas de bombagem................................................................................................. 105 5.4.1. Dimensionamento do sistema de bombagem ......................................................... 107 5.4.2. Rede de abastecimento de água ............................................................................. 109 5.4.2.1. Sobrepressão ou elevação por bombagem directa .......................................... 110 5.4.2.2. Sobrepressão ou elevação para um reservatório no topo do edifício............... 111 5.4.2.3. Sistema hidropneumático.................................................................................. 111 5.4.3. Rede de combate a incêndio ................................................................................... 114 6. Execução e manutenção dos sistemas em obra ............................................................... 117 6.1. Introdução....................................................................................................................... 117 6.2. Condições de recepção e verificação da conformidade em obra .................................. 117 6.2.1. Transporte................................................................................................................ 118 6.2.2. Armazenamento....................................................................................................... 119 6.2.3. Verificação da conformidade do sistema................................................................. 120 6.3. Execução ........................................................................................................................ 121 6.4. Patologias ....................................................................................................................... 121 6.5. Reabilitação .................................................................................................................... 124 6.6. Alteração das redes........................................................................................................ 125 7. Sustentabilidade nos sistemas de abastecimento de água............................................... 127 7.1. Introdução....................................................................................................................... 127 7.2. Aproveitamento de águas pluviais.................................................................................. 129 7.2.1. Precipitação ............................................................................................................. 129 7.2.2. Sistemas de aproveitamento de águas pluviais ...................................................... 129 7.3. Aproveitamento de águas residuais ............................................................................... 131
  • 18. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ XVI 7.3.1. Qualidade das águas residuais................................................................................ 131 7.3.2. Sistemas de aproveitamento de águas residuais .................................................... 132 7.4. Diminuição dos gastos na reutilização de águas ........................................................... 133 8. Casos de estudo ................................................................................................................ 137 8.1. Introdução....................................................................................................................... 137 8.2. Edifício de uso misto – Seixal......................................................................................... 137 8.2.1. Rede de abastecimento de água para consumo ..................................................... 138 8.2.1.1. Traçado ............................................................................................................. 138 8.2.1.2. Dimensionamento.............................................................................................. 139 8.2.2. Rede de abastecimento de água para combate a incêndio .................................... 141 8.2.2.1. Traçado ............................................................................................................. 141 8.2.2.2. Dimensionamento.............................................................................................. 142 8.3. Edifício de armazém – Seixal ......................................................................................... 143 8.3.1. Rede de abastecimento de água para consumo ..................................................... 143 8.3.1.1. Traçado ............................................................................................................. 143 8.3.2. Rede de abastecimento de água para combate a incêndio .................................... 144 8.3.2.1. Traçado ............................................................................................................. 144 8.4. Escola Secundária Josefa de Óbidos – Lisboa.............................................................. 145 8.4.1. Rede de abastecimento de água para consumo ..................................................... 145 8.4.1.1. Traçado ............................................................................................................. 146 8.4.2. Rede de abastecimento de água para combate a incêndio .................................... 147 8.4.2.1. Traçado ............................................................................................................. 148 9. Conclusões e trabalhos futuros ......................................................................................... 149 9.1. Conclusões ..................................................................................................................... 149 9.2. Trabalhos futuros............................................................................................................ 154 Bibliografia ............................................................................................................................. 157 Anexos................................................................................................................................... 165
  • 19. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ XVII Índice de Figuras Figura 3.1 - Dimensionamento da rede de abastecimento de água fria para consumo............. 13 Figura 3.2 - Determinação do diâmetro da tubagem .................................................................. 15 Figura 3.3 - Relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento (caudais elevados) [3;17]........................................................................................................................... 18 Figura 3.4 - Relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento (caudais médios) [3;17].............................................................................................................................. 19 Figura 3.5 - Relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento (caudais reduzidos) [3;17].......................................................................................................................... 19 Figura 3.6 - Diâmetros interiores mínimos em função do coeficiente total [17].......................... 22 Figura 3.7 - Coeficiente de simultaneidade [17].......................................................................... 22 Figura 3.8 - Ligação entre o sistema público e os dispositivos de utilização ............................. 35 Figura 3.9 - Alimentação directa com elemento sobrepressor (adaptado de [17])..................... 36 Figura 3.10 - Alimentação indirecta com reservatório na base e com elemento elevatório (adaptado de [17]) ....................................................................................................................... 36 Figura 4.1 - Meios de combate a incêndio .................................................................................. 41 Figura 4.2 - Coluna seca (adaptado de [17]) .............................................................................. 45 Figura 4.3 - Dimensionamento de uma coluna seca................................................................... 46 Figura 4.4 - Coluna húmida (adaptado de [17]) .......................................................................... 49 Figura 4.5 – RIA (adaptado de [17])............................................................................................ 50 Figura 4.6 - Sprinkler e tubagem de abastecimento ................................................................... 52 Figura 4.7 - Sistema de extinção automático (adaptado de [13]) ............................................... 52 Figura 4.8 - Afastamento de sprinklers (adaptado de [19])......................................................... 54 Figura 4.9 - Alimentação dos sprinklers (adaptado de [11]) ....................................................... 55 Figura 4.10 - Lança de pulverização [I3]..................................................................................... 59 Figura 4.11 - Sistema de cortinas de água para protecção de depósitos [I60] .......................... 60 Figura 5.1 - Varas de tubagem de PEAD [I37]............................................................................ 70 Figura 5.2 - Soldadura topo-a-topo de um tubo de PEAD [I48].................................................. 72 Figura 5.3 - Tubagem PEX.......................................................................................................... 72 Figura 5.4 - Bainha para a tubagem em PEX ............................................................................. 73 Figura 5.5 - Caixa de derivação .................................................................................................. 74 Figura 5.6 - Tubo de PVC alargado na extremidade [I48] .......................................................... 76 Figura 5.7 - Joelho em PVC [I37]................................................................................................ 76 Figura 5.8 - Tubagens de PVC-C [I58]........................................................................................ 77 Figura 5.9 – Tê em PVC-C [I37].................................................................................................. 78 Figura 5.10 - Tubagem em PP [I48]............................................................................................ 79 Figura 5.11 – Curva de 90º em PP [I48] ..................................................................................... 79 Figura 5.12 - Tubagens de cobre [I40]........................................................................................ 80 Figura 5.13 - Aparelho utilizado nas dobragens das tubagens [I47]........................................... 81 Figura 5.14 - Soldadura de uma tubagem de cobre [I53] ........................................................... 82
  • 20. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ XVIII Figura 5.15 - Tubagens de aço [I32] ........................................................................................... 82 Figura 5.16 - Acessórios utilizados nas tubagens de aço [I49]................................................... 83 Figura 5.17 - Tubagens em aço inox [I39] .................................................................................. 84 Figura 5.18 - Abraçadeira [I38].................................................................................................... 85 Figura 5.19 - Tê em aço inox [I42] .............................................................................................. 86 Figura 5.20 - Corrosão numa peça de aço inox [28]................................................................... 86 Figura 5.21 - Tubagens de aço galvanizado [I35]....................................................................... 87 Figura 5.22 – Acessórios em aço galvanizado [I46] ................................................................... 88 Figura 5.23 - Acessórios e tubagens em multicamada [I38]....................................................... 88 Figura 5.24 - Tubagem em multicamada [I38] ............................................................................ 89 Figura 5.25 - Instalação da bateria de contadores [M3] ............................................................. 91 Figura 5.26 - Instalação individual de contadores [M3] .............................................................. 91 Figura 5.27 - Instalação de contadores....................................................................................... 92 Figura 5.28 - Esquema de fluxómetro (adaptado de [17]) .......................................................... 94 Figura 5.29 - Sprinkler de termofusível [I2] ................................................................................. 97 Figura 5.30 - Sprinkler de ampola [I51]....................................................................................... 97 Figura 5.31 - Boca-de-incêndio armada do tipo carretel [I43]..................................................... 98 Figura 5.32 - Boca-de-incêndio armada do tipo teatro [I43] ....................................................... 98 Figura 5.33 - Boca-de-incêndio não-armada instalada à vista ................................................... 99 Figura 5.34 - Boca-de-incêndio exterior.................................................................................... 100 Figura 5.35 – Marcos de incêndio (a, b, c)................................................................................ 100 Figura 5.36 - Boca de alimentação ........................................................................................... 101 Figura 5.37 - Dispositivo de interrupção automática da descarga do autoclismo [M1] ............ 102 Figura 5.38 - Autoclismo de dupla descarga............................................................................. 102 Figura 5.39 - Sanita de incineração [M1] .................................................................................. 103 Figura 5.40 - Amplificador de velocidade de descarga [17]...................................................... 103 Figura 5.41 - Placa de infravermelhos para urinol [I41] ............................................................ 104 Figura 5.42 - Misturadora de lava-loiça com controlador de caudal ......................................... 104 Figura 5.43 - Torneira de fecho automático de infravermelhos [I41] ........................................ 104 Figura 5.44 - Dispositivo arejador (a) e pulverizador (b) [I45]................................................... 105 Figura 5.45 - Aparelho de controlo de caudal para mangueiras............................................... 105 Figura 5.46 - Dimensionamento do sistema de bombagem ..................................................... 107 Figura 5.47 - Cota de aspiração e cota de compressão (adaptado de [16]) ............................ 108 Figura 5.48 - Factor de capacidade de aspiração, NPSH [16] ................................................. 109 Figura 5.49 - Reservatório hidropneumático sem membrana (adaptado de 10]) ..................... 112 Figura 6.1 - Confinamento de tubagens [I52]............................................................................ 119 Figura 6.2 - Amarração de uma bobina de PEAD [I33] ............................................................ 119 Figura 6.3 - Armazenamento de tubagem com a utilização de cunhas [I59]............................ 120 Figura 6.4 - Corrosão numa tubagem metálica [I54]................................................................. 123 Figura 7.1 - Sistema de aproveitamento das águas pluviais (adaptada de [8])........................ 130
  • 21. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ XIX Figura 7.2 - Sistema de aproveitamento das águas residuais (adaptada de [8]) ..................... 133 Figura 8.1 - Localização do edifício de uso misto (adaptado de [I63]) ..................................... 138 Figura 8.2 - Localização da caixa de derivação do T3 do piso 1.............................................. 139 Figura 8.3 - Carretel e torneira de serviço instalados no piso subterrâneo .............................. 142 Figura 8.4 - Localização do armazém (adaptado de [I63]) ....................................................... 143 Figura 8.5 - Edifício misto e armazém....................................................................................... 143 Figura 8.6 - Canalização horizontal que posteriormente irá abastecer o carretel .................... 144 Figura 8.7 - Planta da Escola Secundária Josefa de Óbidos (Adaptado de [I63]) ................... 145 Figura 8.8 – Pormenor da tubagem de água fria da cozinha [M9]............................................ 146 Figura 8.9 - Pormenor dos autoclismos de uma instalação sanitária [M9] ............................... 147 Figura 8.10 - Boca-de-incêndio do tipo carretel instalada na Escola Secundária Josefa de Óbidos ....................................................................................................................................... 147
  • 22. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ XX
  • 23. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ XXI Índice de Tabelas Quadro 3.1 - Vantagens, desvantagens e limites impostos pela EN 806 e pelo RGSPPDADAR [N12;N18] .................................................................................................................................... 14 Quadro 3.2 - Caudais instantâneos dos dispositivos da rede predial de abastecimento de água fria [N12; adaptado de N18] ........................................................................................................ 16 Quadro 3.3 - Simultaneidade de fluxómetros [N12].................................................................... 20 Quadro 3.4 - Coeficiente de simultaneidade dos dispositivos da rede predial de abastecimento de água fria [3]............................................................................................................................. 21 Quadro 3.5 - Simultaneidade de fluxómetros [3]......................................................................... 23 Quadro 3.6 - Peso dos dispositivos da rede predial de abastecimento de água fria [3]............. 24 Quadro 3.7 - Factor caracterizador da rugosidade do material [17] ........................................... 29 Quadro 3.8 - Coeficiente característico do aglomerado populacional [N12] .............................. 39 Quadro 4.1 - Parâmetros definidos no dimensionamento de sprinklers [N17] ........................... 55 Quadro 4.2 - Espaçamento entre sprinklers em função da utilização-tipo [19] .......................... 56 Quadro 4.3 - Espaçamento entre sprinklers em função da classe de risco [M5] ....................... 56 Quadro 4.4 - Dimensionamento dos ramais simples em instalações de risco ligeiro [M5]......... 57 Quadro 4.5 - Dimensionamento dos ramais simples em instalações de risco ordinário [M5] .... 57 Quadro 4.6 - Perdas de carga dos ramais principais em instalações de risco ordinário [M5].... 58 Quadro 4.7 - Coeficiente de descarga dos sprinklers [19].......................................................... 58 Quadro 4.8 - Coeficiente de descarga dos sprinklers em função do seu diâmetro [11]............. 58 Quadro 5.1 - Materiais utilizados nas tubagens de sistemas de abastecimento de água e de combate a incêndio [6; 7; 9; 17; 20; 21; 22; 23; 25; 26; 27; 28].................................................. 65 Quadro 5.2 - Tipos de torneira [N12; I41; I44] ............................................................................ 93 Quadro 5.3 - Função e localização das válvulas utilizadas nos sistemas de abastecimento de água [N12; I36; I44]..................................................................................................................... 95 Quadro 5.4 - Temperatura de accionamento dos sprinklers [13]................................................ 97 Quadro 5.5 - Altura equivalente da tensão do vapor do líquido [17]......................................... 109 Quadro 5.6 - Número de arranques por hora do grupo electrobomba [10] .............................. 113 Quadro 6.1 - Valores mínimos de pressão utilizados no ensaio de estanquidade (adaptado de [N12; 17])................................................................................................................................... 121 Quadro 6.2 - Patologias, causas e efeitos dos sistemas de abastecimento de água e de combate a incêndio (Adaptado de [15]) .................................................................................... 122 Quadro 6.3 - Defeitos nos elementos constituintes da rede e respectivas soluções (adaptado de [15]) ........................................................................................................................................... 124 Quadro 7.1 - Consumos médios domésticos diários em edifícios em Portugal [l/hab] [17]...... 134 Quadro 7.2 - Perdas por fugas em torneiras e autoclismos [M4] ............................................. 135 Quadro 8.1 - Valores iniciais e propostos do coeficiente de simultaneidade para o troço F1 do edifício misto [M8] ..................................................................................................................... 140 Quadro 8.2 - Valores iniciais e propostos dos diâmetros nominais para os troços F6.1 e F7.1 do edifício misto [M8] ..................................................................................................................... 141
  • 24. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ XXII Quadro 8.3 - Dimensionamento da rede de abastecimento de água para combate a incêndio [M8]............................................................................................................................................ 142
  • 25. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 1 1.Introdução 1.1. Enquadramento geral A água foi, desde sempre, um factor essencial no estabelecimento de vida em geral e do Homem em particular. A importância deste líquido fez com que ao longo de milénios fosse verificada uma evolução nas técnicas de transporte para consumo humano. Apesar desta evolução, verificada ao longo dos anos de existência da raça humana, foi numa história mais recente, principalmente no séc. XX, que se verificaram os grandes progressos nos sistemas de fornecimento de água, devido à necessidade de responder ao aumento demográfico verificado em todo o globo e ao surgimento de novos materiais, como por exemplo, os polímeros. Também ao nível do projecto se notou uma grande evolução, devido à descoberta de novas leis hidráulicas, que permitem optimizar as condições de abastecimento. Outro aspecto que tem vindo a ser cada vez mais tido em conta na sociedade prende-se com o conceito de qualidade. Esta exigência impulsionou igualmente a indústria das canalizações, através da publicação de normas e também da necessidade de encontrar materiais com as melhores características, que permitem aumentar a gama de escolhas dos projectistas. Este último ponto veio agitar o mercado, levando a uma busca constante pelo material com melhores características (qualidade, preço, entre outras) para as necessidades do projectista, o que traz grandes vantagens para o utilizador. O conceito de segurança, que tantas vezes aparece ligado à ideia de qualidade, assume também uma grande importância na construção civil. Para além das exigências arquitectónicas e estruturais, é tida especial atenção à possibilidade de ocorrência de incêndios. A água assume um papel importantíssimo nesta temática, na medida em que é um dos melhores agentes extintores. Neste sentido, os sistemas de combate a incêndio são essenciais em qualquer projecto de construção civil. Para além dos aspectos referidos nos parágrafos anteriores tem-se vindo igualmente a observar uma melhoria nas técnicas de instalação das tubagens. Têm surgido novas técnicas de execução dos projectos, como também de reabilitação de redes de abastecimento já existentes. A diminuição e a capacidade de resolução das patologias associadas a este tipo de redes são também pontos evolutivos que se têm verificado neste tipo de sistemas. Paralelamente às melhorias de eficácia, de qualidade, de segurança, entre outras que permitem a construção de um sistema de abastecimento mais completo, está a noção de responsabilidade civil. Neste sentido é importante, na execução deste tipo de projectos, ter em atenção as políticas de sustentabilidade que permitem, entre outras coisas, uma melhoria financeira, mas principalmente uma protecção ambiental. É importante, para além de se elaborarem projectos sustentáveis, mentalizar a população para esta temática, optimizando o consumo de água, por forma a acautelar a escassez de água que poderá surgir no futuro. É com base nestes pressupostos que têm vindo a ser criadas políticas de sustentabilidade,
  • 26. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 2 assentes no lançamento de novas regras técnicas e também de projectos que visam mentalizar os consumidores para esta problemática. De acordo com os parágrafos anteriores serão estudadas as diferentes soluções adoptadas para a execução de sistemas de abastecimento de água fria para consumo e para combate a incêndio, bem como os materiais utilizados e a sua aplicação em obra. Será igualmente abordada a temática da sustentabilidade. 1.2. Objectivos e metodologia A presente dissertação tem como principal objectivo investigar os factores fundamentais a ter em conta na concepção dos sistemas de distribuição de água fria para consumo humano e também para combate a incêndio. Pretende-se analisar e expor as soluções possíveis para a construção das redes de abastecimento de água fria, bem como abordar e discutir as opções fornecidas pelos vários regulamentos vigentes, nacionais e internacionais. Este estudo tem por base uma recolha da informação disponível, patente nas referências bibliográficas, bem como uma análise de exemplos concretos de projectos de edifícios com usos variados. A presente dissertação tem ainda o objectivo consciencializar o leitor para o tema da sustentabilidade. Para tal são expostas as soluções existentes, recolhidas através de bibliografia variada, e um estudo que permite compreender a importância desta questão. 1.3. Organização do documento O presente documento está organizado em 7 capítulos informativos. É ainda composto por um capítulo introdutório e um capítulo onde são abordadas todas as conclusões retiradas da execução da dissertação. No Capítulo 2 é feita uma abordagem à situação actual do consumo de água. Para tal são analisadas as necessidades de consumo da população e também dos sistemas de combate a incêndio. É igualmente feita uma abordagem relativamente à qualidade dos sistemas prediais de abastecimento de água fria e também à documentação que legisla este tipo de sistemas. Por forma a informar o leitor, são também abordadas as empresas responsáveis pelo abastecimento de água das principais cidades do território nacional. O Capítulo 3 está organizado em 5 partes distintas, que analisam as redes de abastecimento de água fria para consumo humano. São mencionadas as opções legislativas e não legislativas de traçado das redes e de dimensionamento. Na secção que aborda o dimensionamento serão referidos os métodos que constam tanto na legislação nacional (RGSPPDADAR [N12]), como na europeia (EN 806-3 [N18]), permitindo assim fazer uma análise comparativa entre ambos. Neste capítulo é também abordado o dimensionamento de reservatórios, bem como o sistema público que serve de abastecimento da rede predial.
  • 27. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 3 No Capítulo 4, para além de serem mencionadas as opções de traçado e de dimensionamento das redes de abastecimento de água para combate a incêndio, são também abordados os vários meios de combate a este tipo de sinistro. É feita uma análise tanto aos métodos automáticos (rede de sprinklers e cortinas de água), como aos manuais (coluna seca, coluna húmida e redes de incêndio armadas), permitindo assim perceber as diferenças existentes. À semelhança do que acontece no estudo das redes de abastecimento para consumo humano, é feita neste capítulo uma análise à ligação entre o sistema predial e o sistema público e também ao dimensionamento dos reservatórios utilizados na rede de incêndio. O Capítulo 5 aborda as temáticas dos materiais, dos dispositivos utilizados nas redes e também dos sistemas de bombagem. Relativamente aos materiais são analisadas tubagens metálicas (aço, aço inox, cobre e aço galvanizado), tubagens constituídas por polímeros (polietileno, polietileno reticulado, policloreto de vinilo simples e clorado e polipropileno) e tubagens com uma constituição mista (multicamada). É igualmente feita uma análise comparativa entre os diferentes tipos de tubagem, por forma a dar a conhecer ao leitor as várias opções existentes. Os referidos dispositivos são essenciais para completar as redes de abastecimento, quer sejam para consumo ou para combate a incêndio. São também tidos em conta os dispositivos sustentáveis. No que respeita aos sistemas de bombagem são abordados os vários tipos existentes, sendo referidas as situações em que devem ser instalados. O Capítulo 6 faz referência aos sistemas de abastecimento de água fria em obra. São abordados os temas da recepção do material e da execução e instalação dos componentes. É também analisada a reabilitação ou ampliação das redes já existentes, tema que tem vindo a merecer cada vez mais destaque no ramo da engenharia civil. Neste capítulo são também referidas as patologias mais comuns a este tipo de redes, bem como as soluções para as resolver. O Capítulo 7 baseia-se na sustentabilidade aplicada aos sistemas de abastecimento de água. Neste ponto da dissertação investiga-se o aproveitamento de águas pluviais e cinzentas, bem como algumas políticas para reduzir os gastos deste líquido. É igualmente feito um estudo que permite ao leitor perceber a diminuição de gastos que pode ser conseguida através da utilização deste tipo de políticas. No último capítulo de estudo, o Capítulo 8, são analisados três projectos diferentes de redes prediais de abastecimento de água fria. É feito um estudo de um edifício misto, de um armazém e também de um estabelecimento escolar, procurando analisar e discutir as opções tomadas em cada projecto. É igualmente feita uma análise comparativa entre as várias construções. O capítulo conclusivo inclui uma descrição das conclusões tiradas sobre a parte teórica da dissertação, como também dos casos de estudo efectuados. São igualmente assinalados os aspectos que ficaram por analisar, bem como alguns temas que poderão ser desenvolvidos no futuro.
  • 28. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 4
  • 29. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 5 2. A utilização de água 2.1. Introdução A água é o recurso mais essencial à vida de qualquer ser vivo. Todos os dias recorremos a esta substância para a realização de um grande número de tarefas. Á água é utilizada, entre outras coisas, para consumo humano, para a saúde básica e produção de alimentos ou para as mais variadas actividades económicas. A importância deste líquido, bem como a hipótese, cada vez mais evidente, de se esgotar, leva a que seja necessário ter-se em conta alguns cuidados no seu consumo. Assim sendo, apesar deste continuar a ter valores proibitivos, principalmente nos países mais desenvolvidos, são cada vez mais tidas em conta considerações que permitem a diminuição da utilização deste líquido. A extinção da água é um tema cada vez mais debatido, sendo que existem actualmente bastantes estudos para a criação de soluções que diminuam o seu consumo, quer seja através do aproveitamento da mesma, ou pela redução directa da sua utilização. Relativamente à água que é consumida nos edifícios há uma preocupação cada vez mais emergente de melhorar os hábitos de consumo, bem como de fazer o aproveitamento da água utilizada, como será estudado no capítulo 7. 2.2. Necessidades de consumo Nos edifícios destinados a uma ocupação humana é essencial definir determinados limites de consumo para que se possa proceder ao dimensionamento das redes de abastecimento de água e de combate a incêndio. Nos sistemas que utilizam a água como meio de combate, os consumos variam consoante a localização do edifício. Relativamente ao consumo de água nos edifícios existem alguns limites estabelecidos, que estão de acordo com as necessidades dos seus ocupantes. 2.2.1. Redes de abastecimento de água para consumo humano As redes de abastecimento de água são dimensionadas tendo em conta os consumos mínimos a assegurar no edifício em análise. Estes consumos dependem, para além do uso do edifício, das necessidades de consumo dos utilizadores, intrinsecamente ligadas à dimensão do agregado populacional. É, portanto, essencial estudar a população a servir para que possam ser satisfeitas as necessidades de consumo da mesma. O RGSPPDADAR [N12] refere que em edifícios de uso habitacional devem ser cumpridos os seguintes consumos mínimos: Populações até 1000 habitantes – 80 l/habitante/dia; Populações entre 1000 e 10000 habitantes – 100 l/habitante/dia; Populações entre 10000 e 20000 habitantes – 125 l/habitante/dia; Populações entre 20000 e 50000 habitantes – 150 l/habitante/dia; Populações com mais de 50000 habitantes – 175 l/habitante/dia.
  • 30. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 6 Pedroso (2007) [17] faz referência aos consumos mínimos relativos a edifícios de usos não habitacionais. São referidos os seguintes valores: Escolas – 10 l/aluno/dia; Escritórios – 15 l/pessoa/dia; Hotéis – 70 l/quarto/dia (quarto sem banheira) ou 230 l/quarto/dia (quarto com banheira); Hospitais – 300 a 400 l/cama/dia; Restaurantes – 20 a 45 l/pessoa/dia. 2.2.2. Redes de abastecimento de água para combate a incêndios As necessidades de consumo dos sistemas de combate a incêndio são definidas no RJSCIE [N5] consoante os sistemas de combate adoptados, como se poderá verificar ao longo do Capítulo 4. O RGSPPDADAR [N12] refere que os consumos verificados nos sistemas de abastecimento de água para combate a incêndio dependem do grau de risco associado à zona de instalação da construção. Assim sendo, a norma portuguesa define cinco graus de risco, aos quais estão associados caudais instantâneos: Grau 1 – zona urbana de risco mínimo de incêndio, devido à fraca implantação de edifícios, predominantemente do tipo familiar – Qinst = 15 l/s; Grau 2 – zona urbana de baixo grau de risco, constituída predominantemente por construções isoladas com um máximo de quatro pisos acima do solo – Qinst = 22.5 l/s; Grau 3 – zona urbana de moderado grau de risco, predominantemente constituída por construções com um máximo de dez pisos acima do solo, destinadas à habitação, eventual mente com algum comércio e pequena indústria – Qinst = 30 l/s; Grau 4 – zona urbana de considerável grau de risco, constituída por construções de mais de dez pisos, destinadas a habitação e serviços públicos, nomeadamente centros comerciais – Qinst = 45 l/s; Grau 5 – zona urbana de elevado grau de risco, caracterizada pela existência de construções antigas ou de ocupação essencialmente comercial e de actividade industrial que armazene, utilize ou produza materiais explosivos ou altamente inflamáveis – Qinst definido consoante o edifício a dimensionar. Apesar das considerações indicadas pelo RGSPPDADAR [N12] é mais usual o recurso ao RJSCIE [N5], devido a este estar mais de acordo com as exigências de cada sistema de incêndio.
  • 31. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 7 2.3. Qualidade A análise da qualidade de um sistema de abastecimento de água passa não só pelas propriedades do líquido, como também das tubagens que o transportam. Assim sendo, a exigência relacionada com estes aspecto, que cada vez mais vem aumentando, deverá passar principalmente pela análise das tubagens, já que a qualidade da água é controlada a montante do sistema de canalização. O aumento da exigência da qualidade obriga a que o mercado esteja em constante evolução, o que permite um grande desenvolvimento dos sistemas de tubagem. Tem-se, portanto, observado uma grande evolução nas soluções utilizadas para canalização, principalmente através do surgimento dos plásticos que apresentam características importantes na manutenção da qualidade de um sistema de abastecimento. Este tipo de tubagens permite reduzir problemas relacionados com a durabilidade e também com o conforto proporcionado (por exemplo o ruído). Para além da qualidade dos materiais, a qualidade da instalação, bem como a da manutenção, são pontos que acarretam uma análise mais aprofundada. Afonso (2007) [4] refere que 90% das anomalias detectadas na construção derivam de erros relacionados tanto com os sistemas de abastecimento de água, como também dos sistemas de drenagem. O mesmo autor refere ainda que apesar de os erros associados, estes sistemas constituem, aproximadamente, 5% do custo de construção. A baixa contribuição para o orçamento final faz com que haja alguma margem de manobra para se investir nestes sistemas, possibilitando assim reduzir os problemas que lhe estão associados. Para além do já referido acréscimo de qualidade dos materiais utilizados, mais medidas vêm sendo tomadas para melhorar as características dos sistemas de abastecimento. Tem-se verificado uma maior preocupação das empresas com estas situações, que advém principalmente das exigências de certificação que são feitas presentemente. Como exemplo deste acréscimo de preocupação relacionado com a qualidade, deve referir-se a criação da ANQIP [I1]. Esta entidade tem permitido, através dos seus trabalhos, um aumento do nível de qualidade em variadas construções. Para além dos pareceres sobre projectos, das auditorias de qualidade e eficiência e das certificações ao nível da conformidade e da qualidade, a ANQIP preocupa-se em difundir a temática da qualidade. É neste sentido que esta empresa divulga alguns estudos técnicos e científicos e elabora publicações e especificações técnicas, bastante importantes na execução de projectos de instalações prediais. É igualmente prática comum a realização de acções de formação e de divulgação relacionadas com o seu trabalho [I1]. 2.4. Legislação A execução dos sistemas de abastecimento de água para consumo humano é feita com base no Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais (designado por RGSPPDADAR ao longo desta obra) [N12] e na Norma Europeia, a EN 806-3 [N18], enquanto que os sistemas de abastecimento de água para
  • 32. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 8 combate a incêndios são baseados no Decreto-Lei nº 220/2008 de 12 de Novembro de 2008. Ambos os documentos são baseados em legislação europeia, que é adaptada para o território nacional. Relativamente à legislação relacionada com o abastecimento de água para consumo humano, o regulamento nacional refere no Artigo 2º que “As autarquias locais devem adaptar os seus regulamentos em conformidade com o regime constante do presente diploma (…)”. Este ponto do regulamento proporciona uma adaptação da legislação, o que faz com que cada município tenha as suas normas específicas. É neste sentido que para a realização dos sistemas prediais de distribuição da água se tem em consideração, conjuntamente com o regulamento geral, o regulamento municipal. Deve ainda referir-se que a construção de sistemas de abastecimento de água para combate a incêndio deve igualmente ser feita através de uma consideração conjunta entre o regulamento nacional e o municipal. O ajustamento verificado nos regulamentos municipais é perceptível quando são analisadas leis de concelhos diferentes. Esta análise permite verificar as diferentes características de cada município e as suas consequentes leis. No presente documento foram estudados os regulamentos de quatro concelhos de diferentes zonas do território nacional, nomeadamente das autarquias de Almada, Elvas, Caminha e Funchal [N13; N14; N15; N16]. Na análise comparativa entre o regulamento nacional e os regulamentos utilizados nos diferentes municípios é possível verificar que a maior diferença está relacionada com assuntos fiscais, nomeadamente as tarifas e pagamentos de serviços, bem como as penalidades e reclamações. Os regulamentos municipais identificam igualmente a entidade gestora do fornecimento de água, estipulando as suas responsabilidades. Os deveres e direitos dos utilizadores são igualmente estabelecidos nestes documentos. Relativamente a assuntos relacionados com a constituição dos sistemas, os regulamentos municipais, para além de fazerem algumas alusões às excepções que se deverão verificar no referido concelho, referem-se igualmente ao fornecimento de água, indicando as condições do abastecimento. 2.5. Abastecimento em Portugal A gestão do abastecimento de água em Portugal é feita a nível municipal. Uma análise do abastecimento que é feito nacionalmente permite verificar que o fornecimento de água é regulado por três tipos de entidades: câmaras municipais, empresas municipais e empresas privadas. Na presente obra foi analisado o abastecimento de água das capitais de distrito e também das cidades mais importantes das áreas da Grande Lisboa e do Grande Porto, como se poderá verificar no quadro do Anexo A1.
  • 33. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 9 3. Sistemas de abastecimento de água para consumo 3.1. Introdução Os sistemas prediais de distribuição de água fria são criados com o objectivo de garantir o abastecimento de água em perfeitas condições de segurança, assegurando tanto a saúde pública dos consumidores, como também o seu conforto. Na maioria dos casos actuais os edifícios são alimentados através de uma rede pública que transporta água potável. Existem, no entanto, situações em que o abastecimento predial se faz com recurso a poços. Nestes casos é necessário proceder de forma a garantir a potabilidade da água. Na execução deste tipo de projecto são tidos em conta factores essenciais, como a economia, as condições de aplicação e de utilização, as necessidades de traçado e também a constituição química de cada material, tendo sempre em conta a legislação que rege este tipo de sistemas. É com base na optimização dos referidos factores que são construídas as redes de abastecimento de águas. A execução das redes passa, essencialmente, por duas fases distintas. Inicialmente desenvolve-se o respectivo traçado, tendo em conta as leis que vigoram no espaço de implementação do projecto. Esta primeira etapa passa por encontrar uma optimização entre as escolhas dos projectos das restantes especialidades (esgotos, gás, entre outros) e as opções essenciais à execução de uma rede de abastecimento de água. É, por isso, de grande importância a existência de comunicação entre todos os projectistas da obra. A segunda fase da execução do sistema de distribuição de água abrange a elaboração de cálculos que, baseados na legislação e em determinadas normas, determinam as dimensões das canalizações constituintes da rede. Este dimensionamento é ainda restringido pelos caudais necessários para abastecer cada aparelho e ajustado tendo em conta as pressões que surgem em cada troço. Consoante o dimensionamento da tubagem pode ser necessário utilizar, quando as condições de pressão e caudal não permitem o correcto abastecimento de todos os dispositivos, elementos sobrepressores, que garantem os níveis de pressão exigidos. O recurso a reservatórios pode também ser equacionado, com o objectivo de melhorar as condições da rede de abastecimento de água. 3.2. Traçado da rede O traçado das redes de abastecimento de água fria para consumo é baseado nas imposições feitas pelo RGSPPDADAR [N12]. Para além de cumprir estas directrizes, o projectista procura utilizar outras regras, por forma a optimizar o rácio eficácia/custo.
  • 34. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 10 É ainda de referir que os projectos devem utilizar uma simbologia universal, por forma a que a sua leitura seja feita de forma clara, reduzindo as hipóteses de erro. De forma a facilitar futuras intervenções, deve ainda ser garantido um cadastro de todo o projecto. 3.2.1. Legislação e normas Como foi referido no ponto anterior, a execução do traçado da rede de abastecimento de águas exige a consideração de determinadas condições, tanto de ordem regulamentar como económica ou até de concordância com os projectos das restantes especialidades. O cumprimento da legislação e das normas exigidas é essencial para a realização de um projecto, tornando mais credível a sua aplicação em obra. É com base nesses pressupostos que foram criados documentos que definem a legislação a aplicar. O RGSPPDADAR [N12], que utilizado como literatura principal, enumera normas que visam o traçado das redes, tendo em conta tanto a fase de projecto como também o período de manutenção, posterior à entrega da obra. Segundo o RGSPPDADAR [N12], existem alguns artigos que definem algumas regras gerais para se proceder ao traçado de uma rede predial de abastecimento de água: Artigo 82º; Artigo 83º; Artigo 84º; Artigo 85º; Artigo 87º; Artigo 89º; Artigo 95º; Artigo 96º. A consulta destes artigos pode ser feita no Anexo A23. O RGSPPDADAR [N12] faz igualmente referência ao cadastro dos sistemas. Segundo a legislação vigente é a entidade gestora (Secção 2.5) que deve manter em arquivo os cadastros dos sistemas prediais (Artigo 83º) e actualizá-los quando as obras ficam concluídas. Os artigos mencionados legislam o traçado de redes a nível nacional. No entanto, como foi referido no Capítulo 2, existem algumas diferenças entre as autarquias nacionais. 3.2.2. Opções de traçado Os artigos citados no ponto anterior revelam exigências regulamentares dos sistemas de distribuição. No entanto existem escolhas que se podem adoptar que, apesar de não estarem estabelecidas em normas, trazem facilidades à implementação das redes [17]: Em termos de representação adopta-se o traço contínuo para a representação das tubagens de água fria, de forma a fazer-se a distinção entre outro tipo de canalizações, nomeadamente a água quente (traço-ponto);
  • 35. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 11 O traçado deverá ser sempre o mais curto possível, proporcionando uma melhoria na economia, como também uma redução de perdas de carga e de tempos de retenção da água; As partes comuns da rede deverão localizar-se numa zona acessível a todos os consumidores; A passagem das condutas deverá ser feita, preferencialmente, pelas paredes, evitando assim maiores gastos em termos de avaria, bem como conflitos com outras especialidades, como por exemplo os esgotos, cuja tubagem passa pelo chão. Existem, no entanto, alguns tipos de tubagem (por exemplo PEX) que, devido à sua flexibilidade, obrigam que o seu traçado se faça pelo pavimento. Nestes casos deverá ser tido o devido cuidado para evitar intersecções com outras especialidades; O traçado da rede em paredes comuns a vários fogos deverá exigir especial atenção na medida em que uma avaria pode danificar igualmente o fogo vizinho; Dentro de cada divisão de um fogo é importante que o curso da tubagem se faça a uma cota inferior, ascendendo para o abastecimento de cada dispositivo. Esta consideração evita que as canalizações percorram a altura toda da parede, podendo interferir com outro tipo de especialidades de construção, como por exemplo a electricidade; A colocação da tubagem nas instalações sanitárias exige um cuidado especial, uma vez que estas divisões contêm acessórios (por exemplo bacios de retrete) cuja fixação se pode fazer directamente à parede. A aplicação deste tipo de dispositivos obriga a realização de furações que podem danificar a canalização. De modo a evitar este tipo de dano é aconselhável que o traçado da tubagem não passe acima de uma determinada altura (entre os 20 cm e os 30 cm); As válvulas de seccionamento deverão ser instaladas à entrada dos ramais de distribuição, a montante dos purgadores de ar, nos ramais de introdução, a montante e a jusante dos contadores, nas entradas das diferentes instalações sanitárias do fogo, nos ramais de alimentação de autoclismos, equipamento de lavagem e fluxómetros, para que seja possível fazer-se o seccionamento de todas as partes da rede; Como referido no Ponto 3.2.1 existem algumas tubagens que não necessitam de elementos acessórios para proceder às mudanças de direcção. Nesse tipo de traçado deverá executar-se os troços a profundidades suficientes para que seja exequível a transição entre paredes, uma vez que os tubos têm valores curvaturas máximos, que dependem do tipo de material; Nas zonas de circulação viária tem de ser garantida uma profundidade mínima de instalação dos ramais de ligação de 0.8 m. Nas restantes áreas a profundidade mínima aceitável é de 0.5 m; Os estabelecimentos industriais e comerciais devem ter ramais de ligação independentes.
  • 36. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 12 3.2.3. Simbologia A necessidade de utilizar uma grande quantidade de informação em qualquer projecto da especialidade de construção, leva a que seja necessário recorrer à utilização de simbologia, evitando assim a existência de desenhos sobrecarregados de dados. É com base nesta simplificação da informação que foi estabelecida uma simbologia de referência. A generalização deste código uniformizado facilita a leitura de qualquer projectista, evitando assim conflitos relacionados com a interpretação dos dados fornecidos. No Anexo A2 consta um quadro que reproduz a simbologia referida no RGSPPDADAR [N12], adoptada em território nacional. A identificação dos dispositivos é também um ponto importante no traçado das redes de abastecimento de água. No Anexo A3 está presente a simbologia que é adoptada para a representação de cada elemento. 3.2.4. Peças desenhadas As peças desenhadas são, na execução de um qualquer projecto de construção civil, essenciais para uma correcta leitura do mesmo. É nesse sentido que é importante definir os desenhos que são necessários apresentar para que haja uma facilidade na interpretação do respectivo projecto. As peças desenhadas a incluir no projecto são seleccionadas tendo em conta as necessidades encontradas pelo projectista e as imposições feitas pelas entidades gestoras do abastecimento de água. Nesta selecção deve ter-se igualmente em conta o RGSPPDADAR [N12], que refere também quais os desenhos que obrigatoriamente terão de vir incluídos no projecto. A título de exemplo são apresentadas as regras definidas pela empresa responsável pelo abastecimento da cidade de Lisboa, a EPAL [M3]. Para além de referir os desenhos necessários à aprovação de um projecto de abastecimento predial de água, o regulamento da EPAL [M3], faz igualmente referência à ordem que estes devem ser apresentados: Índice contendo a planta de implantação; Planta de implantação (com uma escala de pelo menos 1/500) do edifício com alguns pormenores específicos, como os arranjos exteriores, os acessos ao edifício, entre outros. Deve ser indicado neste ponto a delimitação do sistema de rega, se este existir; Esquema detalhado representativo do abastecimento, contendo todos os elementos constituintes da rede, desde a rede pública até à entrada das diferentes fracções independentes. Neste esquema devem estar incluídas linhas horizontais a delimitar cada piso, canalização (materiais e diâmetros), órgãos e equipamentos utilizados em cada piso e os dispositivos comuns, como por exemplo os contadores; Plantas de todos os pisos com uma escala mínima de 1/100, onde estão representados todos os elementos constituintes da rede. De referir que a primeira planta deverá ser a do piso com menor cota;
  • 37. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 13 Pormenores (escala mínima de 1/50) de todas as situações que, por dificuldade de representação, não são facilmente visíveis em planta; Alçados principais e cortes de arquitectura a uma escala mínima de 1/200, que podem ser dispensados quando, na remodelação de uma qualquer fracção independente, não são efectuadas alterações ao projecto de arquitectura. 3.3. Dimensionamento da rede Numa etapa prévia à realização de qualquer tipo de cálculo terão de ser avaliados todos os dados fornecidos, nomeadamente a pressão disponibilizada pela rede, os caudais de cálculo, o material a utilizar e o traçado, onde estão patentes os comprimentos da tubagem e respectivos andamentos. É igualmente essencial definir parâmetros, como por exemplo os níveis de conforto aceitáveis, que implicam a consideração de limites de velocidade e de pressão em que o escoamento se processa. Na Figura 3.1 estão representadas as fases que compõem o dimensionamento de uma rede de abastecimento de água fria. Figura 3.1 - Dimensionamento da rede de abastecimento de água fria para consumo Posteriormente à análise das condições referidas no parágrafo anterior, deverá ser feita a determinação dos caudais de dimensionamento, que dependem da quantidade de água necessária para abastecer os diferentes dispositivos. Definido o caudal de cálculo, é possível estimar o diâmetro de tubagem mínimo necessário para se efectuar o escoamento. O cálculo das duas grandezas referidas neste parágrafo pode ser feito de várias formas. Na presente obra serão abordados os métodos propostos pelo RGSPPDADAR [N12] e também pela Norma Europeia, a EN 806-3 [N18]. Importa ainda referir que a metodologia proposta pela legislação nacional é mais rigorosa, enquanto que a forma de cálculo da Norma Europeia [N18] está mais centrada na rapidez de execução [1]. Assim sendo, para situações em que se exige um nível de conforto mais elevado é mais aconselhável o recurso ao RGSPPDADAR [N12]. A escolha da adopção do método para dimensionar as redes de abastecimento é da competência do projectista, devendo este optar pelo método que lhe pareça mais adequado. No Quadro 3.1 estão resumidas as vantagens e desvantagens dos dois métodos, bem como os diferentes limites impostos. Para além dos cálculos referidos no parágrafo anterior, o RGSPPDADAR [N12] reserva especial atenção às perdas de carga provocadas pelo escoamento, ao contrário do que acontece com a Norma Europeia [N18], que considera directamente na determinação dos
  • 38. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 14 diâmetros, o valor das referidas perdas, apesar de definir limites para o comprimento da tubagem, como se verá ainda neste capítulo. Quadro 3.1 - Vantagens, desvantagens e limites impostos pela EN 806 e pelo RGSPPDADAR [N12;N18] Método RGSPPDADAR Norma Europeia Vantagens Maior rigor; Maior conforto. Menor dificuldade de cálculo; Soluções mais económicas. Desvantagens Soluções mais onerosas; Maior dificuldade de cálculo. Menor rigor; Menor conforto. Limites impostos Pressão 50 kPa - 600 kPa 100 kPa - 500 kPa Velocidade 0,5 m/s - 2,0 m/s Máxima = 2,0 m/s (4,0 m/s) 3.3.1. Legislação e normas À semelhança do que acontece no traçado da rede de distribuição de água, o dimensionamento deste tipo de sistemas é baseado na regulamentação vigente. A nível nacional é o RGSPPDADAR [N12] que serve de referência ao dimensionamento das redes. Existem ainda, como foi referido na Secção 3.2, regulamentos municipais que abrangem normas mais singulares de cada concelho. A nível europeu existe, como foi mencionado no ponto anterior, uma Norma Europeia [N18] que legisla todos os países que, como Portugal, constam do CEN, a EN 806-3. Segundo Afonso (2007) [1] a EN 806 deveria ter sido adoptada como Norma Portuguesa (NP) até Outubro de 2006, de forma a evitar conflitos com o RGSPPDADAR [N12], criando uma uniformidade nos projectos elaborados em território nacional. O mesmo autor refere ainda que a passagem da Norma Europeia para Norma Portuguesa ainda não tem data definida. A referência à legislação, associada ao dimensionamento da rede de abastecimento de água fria, será feita nos pontos seguintes do documento à medida que for pertinente. 3.3.2. Método proposto pelo Regulamento Nacional O dimensionamento dos sistemas de tubagens com base no RGSPPDADAR [N12] pode ser dividido em quatro fases (caudais de dimensionamento, diâmetro da tubagem, perdas de carga e verificação das pressões), como se observa no esquema da Figura 3.2. Como exemplo destas fases pode ser observado o Quadro A20.1 do Anexo A20, que mostra o dimensionamento da rede de abastecimento de água de um edifício multifamiliar. Este quadro poderá servir de acompanhamento ao longo do estudo do dimensionamento destes sistemas, devendo ser analisado, por forma a permitir ao leitor uma maior facilidade de compreensão deste ponto.
  • 39. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 15 Figura 3.2 - Determinação do diâmetro da tubagem Depois de contabilizadas todas as perdas de carga, é possível fazer a análise das pressões máximas e mínimas de uma rede. Este tipo de análise deverá incidir sobre um “caminho crítico”, ou seja, na verificação das pressões de cada fogo deverá ser tido em conta o caminho percorrido pela água que provoca uma maior ou menor perda de carga, consoante se pretenda analisar os valores mínimos e máximos de pressão, respectivamente. Verificado esse “caminho”, todos os outros cumprirão as exigências correspondentes. O estudo das verificações de pressão leva a três resultados possíveis. No caso de os valores de pressão estarem dentro dos inicialmente estipulados, o dimensionamento da rede poderá ser terminado sem se proceder a qualquer ajuste. Quando, pelo contrário, esses valores não se situam nos limites convencionados, deverá o projectista fazer um ajuste nos diâmetros da rede, aumentando ou diminuindo o seu diâmetro consoante se queira diminuir ou aumentar a pressão na canalização. A escolha do diâmetro da tubagem é, portanto, um processo iterativo, como está representado na Figura 3.2. 3.3.2.1. Cálculo dos caudais de dimensionamento O estudo dos caudais de cálculo deve centrar-se, principalmente, numa análise dos dispositivos que terão de ser abastecidos. Para se proceder à determinação dos caudais tem de se ter em conta os dados fornecidos relativamente ao número e tipo de dispositivos a abastecer, de forma a, consoante os caudais que cada aparelho necessita (caudais instantâneos), encontrar a necessidade que está adjacente a toda a rede (caudal acumulado). O RGSPPDADAR [N12] faz referência, no artigo 90º - Anexo IV, aos valores mínimos dos caudais instantâneos a considerar nos dispositivos, que, conjuntamente com os valores da Norma Europeia [N18] podem ser consultados no Quadro 3.2. No método proposto pelo RGSPPDADAR [N12] a consideração desta simultaneidade é feita com recurso ao conceito de coeficiente de simultaneidade, que será apresentado posteriormente.
  • 40. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 16 Quadro 3.2 - Caudais instantâneos dos dispositivos da rede predial de abastecimento de água fria [N12; adaptado de N18] Dispositivo Caudais de dimensionamento [l/s] Caudais mínimos [l/s] RGSPPDADAR EN 806-3 Lavatório individual 0.10 0.10 0.10 Lavatório colectivo (por bica) 0.05 Não definido Não definido Bidé 0.10 0.10 0.10 Banheira 0.25 0.40 0.30 Chuveiro Individual 0.15 0.20 0.15 Banho não doméstico Não definido 0.80 0.80 Pia de despejo 0.15 0.20 0.15 Autoclismo de bacia de retrete 0.10 0.10 0.10 Mictório com torneira individual 0.15 Não definido Não definido Pia lava-louça 0.20 0.20 0.15 Pia lava-louça não doméstica (DN20) Não definido 0.80 0.80 Bebedouro 0.10 Não definido Não definido Máquina de lavar a louça 0.15 0.20 0.15 Máquina ou tanque de lavar a roupa 0.20 0.20 0.15 Bacia de retrete com fluxómetro 1.50 1.50 1.00 Mictório com fluxómetro 0.50 0.30 0.15 Boca de rega ou lavagem de Ø15mm 0.30 0.50 0.40 Boca de rega ou lavagem de Ø20mm 0.45 Máquinas industriais e outros aparelhos não especificados A definir pelo fabricante Como se pode observar no Quadro 3.2, os valores propostos pelos dois métodos são diferentes em alguns dispositivos. Estas dissemelhanças advêm da diferente forma de ponderar a simultaneidade de funcionamento dos dispositivos e também do facto de a Norma Europeia [N18] ter sido elaborada mais recentemente, com base em dispositivos mais actuais, com exigências diferentes dos considerados para a elaboração do regulamento nacional. No método proposto pelo RGSPPDADAR [N12] a consideração da simultaneidade de funcionamento dos dispositivos exige a determinação de uma nova grandeza, o coeficiente de simultaneidade que, segundo o Artigo 91º do mesmo regulamento, se define seguidamente: Coeficiente de simultaneidade – relação entre o caudal simultâneo máximo previsível (caudal de cálculo) e o caudal acumulado de todos os dispositivos de utilização alimentados através de uma dada secção. Considerando a definição de coeficiente de simultaneidade, o cálculo do caudal de dimensionamento, pelo RGSPPDADAR [N12], pode ser dado pela Expressão (3.1). QCQ asd (3.1) Quanto ao cálculo do coeficiente de simultaneidade, este pode ser executado através de várias abordagens. São conhecidos, para esta estimação, quatro tipos distintos de métodos: probabilísticos, gráficos, empíricos e também métodos que recorrem ao conceito de “peso”. Existem ainda algumas metodologias que consideram uma análise mista dos problemas,
  • 41. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 17 utilizando, simultaneamente, as ponderações feitas em mais do que um método. Seguidamente serão abordados alguns métodos, reservando-se especial atenção para o método referenciado no RGSPPDADAR [N12] – Método de Delebecque para a curva de conforto normal – que utiliza uma abordagem gráfica para a consideração das referidas grandezas. A escolha do método a adoptar é baseada no tipo de edifício em estudo. Assim sendo, importa inicialmente definir quais as condições de utilização que se pretende para se poder dimensionar a rede. Os quatro métodos que serão referenciados neste capítulo são os mais utilizados, uma vez que são de aplicação simples, apresentando resultados aceitáveis. Ainda assim existem algumas diferenças entre estes, nomeadamente no rigor que apresentam. Relativamente à consideração da simultaneidade dos fluxómetros, que faz variar o coeficiente de simultaneidade, o método preconizado pelo RGSPPDADAR [N12] apresenta um maior grau de exigência em comparação com os restantes, sendo, portanto, o mais rigoroso relativamente a este aspecto. Como se poderá verificar na análise às quatro metodologias, o método de Delebecque (para a curva de conforto normal) apresenta valores do caudal de dimensionamento superiores aos restantes, imputando por isso, soluções mais onerosas, mas simultaneamente mais eficazes em termos de conforto. Método de Delebecque: O método de Delebecque consiste numa análise gráfica que permite a transformação de caudais acumulados em caudais de dimensionamento. A análise de Delebecque centra-se na consideração de três níveis distintos de conforto na rede. Assim sendo, o estudo gráfico recai sobre a consideração de três estados diferentes, conforto mínimo, conforto normal e conforto máximo. A relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento pode ser traduzida, dependendo do conforto pretendido, pelas curvas representadas nas Figuras 3.3, 3.4 e 3.5. Estas curvas variam consoante os valores de caudal de dimensionamento considerados.
  • 42. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 18 Figura 3.3 - Relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento (caudais elevados) [3;17]
  • 43. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 19 Figura 3.4 - Relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento (caudais médios) [3;17] Figura 3.5 - Relação entre o caudal acumulado e o caudal de dimensionamento (caudais reduzidos) [3;17]
  • 44. Sistemas Prediais de Distribuição de Água Fria ____________________________________________________________________________ 20 O RGSPPDADAR [N12] utiliza a curva normal como curva de referência para a determinação dos caudais de dimensionamento. A utilização desta curva restringe-se ao dimensionamento de redes de abastecimento de águas de habitações correntes sem fluxómetros. Como se pode verificar nas Figuras 3.3, 3.4 e 3.5, a leitura da curva normal, através da representação gráfica, não apresenta um grande rigor, pelo que é necessário definir uma equação que permita obter os caudais de dimensionamento. O criador do método não disponibilizou quaisquer informações sobre as equações utilizadas, pelo que foi necessário, ao longo dos anos, proceder-se a um ajuste da curva para que se obtivessem soluções de maior rigor. Foi possível determinar equações que, com uma percentagem de certeza superior a 99%, permitem obter directamente o valor dos caudais. Assim sendo, para edifícios correntes, podem ser utilizadas as condições definidas pela Expressão (3.2) – curva de conforto normal - para a estimativa do caudal de dimensionamento. 25,2525.0 255.3,5226.0 5.3,5469.0 QQQ QQQ QQQ aa 7587.0 d aa 5364.0 d aa 5137.0 d (3.2) Afonso (2001) [3] refere que para caudais acumulados iguais ou inferiores a 0.6 l/s deve ser feita uma análise caso a caso, adoptando-se, geralmente, o caudal acumulado dos dois dispositivos de maior caudal instantâneo presentes no compartimento em estudo. A presença de fluxómetros na rede exige uma alteração no método de cálculo. A consideração destes elementos é feita, segundo o regulamento, adicionando ao caudal de dimensionamento o caudal de cálculo respeitante ao número de fluxómetros considerados. A probabilidade de estes elementos funcionarem todos no mesmo período é reduzida, pelo que se deverá considerar um determinado número de fluxómetros em utilização simultânea. O RGSPPDADAR [N12] faz referência à simultaneidade da utilização dos fluxómetros, como se pode verificar no Quadro 3.3. Quadro 3.3 - Simultaneidade de fluxómetros [N12] Fluxómetros Instalados Fluxómetros em Utilização simultânea 3 a 10 2 11 a 20 3 21 a 50 4 Mais de 50 5 Outros autores, como Delebecque, Gallizio e Rodriguez-Avial, à semelhança do CTSB – Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (referência do LNEC), referem também valores de simultaneidade dos fluxómetros diferentes dos considerados na legislação nacional. Uma análise das propostas dos diferentes autores permite verificar que o nível de rigor do regulamento nacional apenas é superado pela proposta de Delebecque, propondo os restantes autores valores menos exigentes [3].