SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL SENAI – SINOP-MT – MEMORIAL DE CÁLCULO – INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS – PROJ.126/2015 REV.00 Oliveira Araújo Engenharia Ltda. Avenida Laguna Quadra 132 Lote 1 Sala 1 Jardim Atlântico - Goiânia – GO (62) 3218-1812 [email protected][email protected]
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SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL
SENAI – SINOP-MT
– MEMORIAL DE CÁLCULO – INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS –
1 INSTALAÇÕES DE ESGOTOS SANITÁRIOS ............................................................................................................ 3
1.1 DETERMINAÇÃO DAS UNIDADES HUNTER DE CONTRIBUIÇÃO (UHC).................................................................................... 3 1.2 DIMENSIONAMENTO DOS TUBOS DE QUEDA. .................................................................................................................. 6 1.3 DIMENSIONAMENTO DOS TUBOS DE VENTILAÇÃO TV ....................................................................................................... 7 1.4 DIMENSIONAMENTO DOS SUBCOLETORES E COLETOR PREDIAL. ............................................................................................ 9 1.5 DIMENSIONAMENTO DA ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ESGOTO (EEE) ..................................................................................... 11 1.6 DIMENSIONAMENTO DA FOSSA SÉPTICA. ...................................................................................................................... 14 1.7 DIMENSIONAMENTO DA VALA DE INFILTRAÇÃO .............................................................................................................. 17
2 INSTALAÇÕES ÁGUA TRATADA ......................................................................................................................... 18
2.1 CÁLCULO DOS VOLUMES DOS RESERVATÓRIOS ............................................................................................................... 18 2.2 CÁLCULO DOS DIÂMETROS DAS TUBULAÇÕES: ................................................................................................................ 19 2.3 CÁLCULO DA PRESSÃO NOS PONTOS CRÍTICOS: ............................................................................................................... 30 2.4 DIMENSIONAMENTO DAS BOMBAS DE RECALQUE: .......................................................................................................... 37
3 INSTALAÇÕES DE ÁGUA PLUVIAL ..................................................................................................................... 42
3.1 DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTOS VERTICAIS. ........................................................................................................... 42 3.2 DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTOS HORIZONTAIS. ....................................................................................................... 45
O TQ1 recebe efluentes do banheiro do Detalhe K, portanto UHC = 64, considerando o prédio tendo até 3 pavimentos, podemos adotar do diâmetro de 100 mm (64 > 240).
Tubo de Queda TQ2:
O TQ2 recebe efluentes do banheiro do Detalhe L, portanto UHC = 82,5, considerando o prédio tendo até 3 pavimentos, podemos adotar do diâmetro de 100 mm (82,5 > 240).
Tubo de Queda TQ3:
O TQ3 recebe efluentes do banheiro do Detalhe M, portanto UHC = 78, considerando o prédio tendo até 3 pavimentos, podemos adotar do diâmetro de 100 mm (78 > 240). Tubo de Queda TQ4:
O TQ4 recebe efluentes do banheiro do Detalhe K, portanto UHC = 102,5 considerando o prédio tendo até 3 pavimentos, podemos adotar do diâmetro de 100 mm (102,5 > 240).
1.3 Dimensionamento dos Tubos de Ventilação TV
De acordo com a Tabela 2 da NBR 8160/1999, o diâmetro da coluna de ventilação pode ser determinado de acordo com a quantidade de UHC’s e do comprimento total da coluna.
Vu – Volume compreendido entre o nível máximo e o nível mínimo de operação da caixa (faixa de operação da bomba),
em metros cúbicos;
Qr – Capacidade da bomba determinada em função da vazão afluente de esgoto à caixa coletora, em metros cúbicos
por minuto;
t – intervalo de tempo entre duas partidas consecutivas do motor, em minutos.
Adotou-se o intervalo entre duas partidas de 10 minutos, portanto:
Vu = 0,876 x 10 / 4 = 2,19 m³
- Volume das bombas:
Levando em consideração o modelo de bombas adotado (Schneider BCS 350), temos as seguintes dimensões:
Largura: 29 cm; Comprimento: 52 cm; Altura: 67 cm
E considerando um acréscimo de 10% no volume, por conta de tubulação e acessório, temos:
Vb = 0,29 x 0,52 x 0,67 x 2 x 1,1 = 0,22 m³
- Volume total: Vt = Vu + Vb = 2,19 + 0,22 = 2,41 m³ - Tempo de detenção: d = Vt / Qe = 2,41 / 0,438 =5,50 min < 30 min OK Então, as dimensões adotadas foram: - diâmetro: 1,5 m - altura útil: 1,5 m
De acordo com a NBR 7229/1193, o volume útil da fossa séptica deve ser calculado pela fórmula: V = 1000 + N (CT + K x Lf) Onde: V = volume útil, em litros N = número de pessoas ou unidades de contribuição C = contribuição de despejos, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia T = período de detenção K = taxa de acumulação de lodo digerido em dias, equivalente ao tempo de acumulação de lodo fresco Lf = contribuição de lodo fresco, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia Esses valores podem ser encontrados nas seguintes tabelas:
- Volume diário de efluentes: 45400 litros; - Taxa de infiltração do solo: De acordo com o laudo de sondagem do solo, analisando o ponto mais próximo ao local onde previamente
serão implantadas as valas de infiltração, de 1 a 2 metros de profundidade o solo foi caracterizado como uma argila
arenosa friável, mole a muito mole de cor cinza. A seguinte tabela traz os valores da taxa de infiltração para cada tipo
de solo.
De acordo com as características atribuídas, o solo se enquadra melhor na faixa 3, que tem um coeficiente de
∑P – Somatório dos pesos relativos dos aparelhos abastecidos pela tubulação a ser dimensionada. E o diâmetro pode ser dimensionado usando a seguinte fórmula: D = (4000xQ/ v x π)^0,5 Onde: D – diâmetro da tubulação, em milímetros Q – vazão na seção considerada, em litros por segundo; v - velocidade, em metros por segundo (adota-se a velocidade máxima permitida na norma de 3 m/s);
Por uma questão de simplificação, o diâmetro mínimo adotado será de 25 mm. - Prumada AR1:
APARELHO PESO RELATIVO QUANTIDADE TOTAL
Mictório 2,8 4 11,2
11,2
Q = 0,3 x (11,2)^0,5 = 1,00 l/s
D = (4000x1,00/ 3 x π)^0,5 = 20,64 mm Adotou-se o tubo de diâmetro 25 mm.
Considerando a tubulação e as conexões em PVC, a perda de carga unitária é calculada pela seguinte fórmula: J = 8,69 x 10^5 x Q^1,75 x d^(-4,75) Onde: J – Perda de carga unitária, em mca/m; Q – Vazão requerida na tubulação considerada, em l/s ; d- diâmetro da tubulação, em mm.
- Volume dos reservatórios: 45 m³ - Tempo estimado para o enchimento dos reservatórios: 4 horas - Vazão de recalque : 45/ (4 x 3600) = 3,13 x 10^-3 m³/s =
- Diâmetro da tubulação de recalque: d = (95,825 x CD)^0,5 / (NH) ^0,25
Onde:
d – diâmetro da tubulação, em mm
CD – consumo diário estimado, em m³
NH – número diário de horas de funcionamento das bombas
d = (95,825 x 45)^0,5 / (4) ^0,25 = 46,43 mm
Adota-se o diâmetro comercial de 50 mm.
Para evitar o fenômeno da cavitação nas bombas, o diâmetro adotado para a tubulação de sucção dever ser
imediatamente superior ao diâmetro da tubulação de recalque, por tanto, o diâmetro adotado para a tubulação de
µ - rendimento do conjunto moto-bomba (supondo um rendimento da ordem de 40%)
P = 3,13x 25,34 / 75 *0,4 = 2,64 cv
Foi adotado o modelo Scheineider BC-92 S/T HB 3 cv
- Bomba de recalque de água de reúso: - Volume do reservatório: 15 m³ - Tempo estimado para o enchimento dos reservatórios: 4 horas - Vazão de recalque : 15/ (4 x 3600) = 1,04 x 10^-3 m³/s = 1,04 l/s
- Diâmetro da tubulação de recalque: d = (95,825 x CD)^0,5 / (NH) ^0,25
Onde:
d – diâmetro da tubulação, em mm
CD – consumo diário estimado, em m³
NH – número diário de horas de funcionamento das bombas
d = (95,825 x 15)^0,5 / (4) ^0,25 = 26,80 mm
Adota-se o diâmetro comercial de 32 mm.
Para evitar o fenômeno da cavitação nas bombas, o diâmetro adotado para a tubulação de sucção dever ser
imediatamente superior ao diâmetro da tubulação de recalque, por tanto, o diâmetro adotado para a tubulação de
- Vazão: Q = At x I / 60 Onde: Q – Vazão, em l / min. At - Área do telhado, em m²; I – Intensidade pluviométrica, em mm/ h (Foi adotado o valor referente a cidade de Cuiabá, 230 mm/h, considerando o tempo de retorno de 25 anos). Q = 2554,66 x 230 / 60 = 9792,86 l/ min = 163,21 l/s - Diâmetro do condutor vertical: D = 116,1 x (n^0,375 / t0^0,625) x Q^0,375 Onde: Q – Vazão, em l / s n – coeficiente de Manning (0,011, para tubo de PVC) t0 – taxa de ocupação do escoamento líquido no condutor vertical (será adotado um 1/3, a razão entre área da coroa líquida formada adjacente as paredes do tubo e a área da seção do tubo). D = 116,1 x (0,011^0,375 / (1/3)^0,625) x 163,21^0,375 = 287,3 mm Considerando a área de um suposto tubo de 287,3 mm de diâmetro, temos: A = 287,3² x π / 4 = 64827,77 mm² Dividindo essa área pela área de um tubo comercial de 150 mm de diâmetro, temos: 648277,77 / (150² x π /4 ) = 3,66 Por tanto, seriam necessários 4 tubos de 150 mm de diâmetro. Por uma questão de segurança, devido as grandes
dimensões do telhado e a forte intensidade pluviométrica, resolveu-se dobrar a quantidade de condutos verticais. Por
tanto, serão utilizadas 8 condutos verticais de 150 mm de diâmetro.
At = 207,41 x (1 + 0,1/2) = 217,78 m² - Vazão: Q = At x I / 60 Onde: Q – Vazão, em l / min. At - Área do telhado, em m²; I – Intensidade pluviométrica, em mm/ h (Foi adotado o valor referente a cidade de Cuiabá, 230 mm/h, considerando o tempo de retorno de 25 anos). Q = 217,18 x 230 / 60 = 832,52 l/ min = 13,87 l/s - Diâmetro do condutor vertical: D = 116,1 x (n^0,375 / t0^0,625) x Q^0,375 Onde: Q – Vazão, em l / s n – coeficiente de Manning (0,011, para tubo de PVC) t0 – taxa de ocupação do escoamento líquido no condutor vertical (será adotado um 1/3, a razão entre área da coroa
líquida formada adjacente as paredes do tubo e a área da seção do tubo).
D = 116,1 x (0,011^0,375 / (1/3)^0,625) x 13,87^0,375 = 113,98 mm
Considerando a área de um suposto tubo de 113,98 mm de diâmetro, temos: A = 113,98² x π / 4 = 10203,45 mm² Dividindo essa área pela área de um tubo comercial de 100 mm de diâmetro, temos: 10203,45 / (100² x π /4 ) = 1,30 Por tanto, seriam necessários 2 tubos de 150 mm de diâmetro. Por uma questão de formato do telhado e da quantidade
de calhas, optou-se por adotar 3 condutos verticais de 100 mm de diâmetro.
3.2 Dimensionamento dos condutos horizontais.
- Trecho CP30 – CP31
- Condutos verticais contribuintes: AP1
- Área de contribuição: Ac =138,57 x (1 + 0,1/2) =145,50 m²
- Vazão: I x Ac / 60 = 230 x 145,50 /60 = 557,74 l/min.
- Inclinação: i = 0,5%
- Diâmetro: D = 27,4 x Q^0,375 x n^0,375 x i^(-0,1875)
D = 27,4 x 557,74^0,375 x 0,011^0,375 x 0,005(-0,1875) = 146,09 mm
Portanto, foi adotado no trecho um tubo de 150 mm de diâmetro.
- Trecho CP31 – CP32– CP33– CP34– CP35
- Condutos verticais contribuintes: AP2
- Área de contribuição: Ac =152,44 x (1 + 0,1/2) =160,06 m²
- Vazão: I x Ac / 60 + Qac = 230 x 145,50 /60 + 557,74 = 1171,31 l/min.
- Inclinação: i = 0,5%
- Diâmetro: D = 27,4 x Q^0,375 x n^0,375 x i^(-0,1875)
D = 27,4 x 1171,31^0,375 x 0,011^0,375 x 0,005(-0,1875) = 192,96 mm
Portanto, foi adotado no trecho um tubo de 200 mm de diâmetro.